高中數(shù)學(xué)人教A版第一章三角函數(shù) 2023版必考部分第1章章末分層突破_第1頁
高中數(shù)學(xué)人教A版第一章三角函數(shù) 2023版必考部分第1章章末分層突破_第2頁
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文檔簡介

章末分層突破①180°②|α|R③eq\f(1,2)lR④相等⑤1⑥eq\f(sinα,cosα)⑦周期性⑧奇偶性⑨單調(diào)性⑩定義域?值域任意角的三角函數(shù)的定義及三角函數(shù)線掌握任意角的正弦、余弦、正切的定義及三角函數(shù)線,能夠利用三角函數(shù)的定義求三角函數(shù)值,利用三角函數(shù)線判斷三角函數(shù)的符號,借助三角函數(shù)線求三角函數(shù)的定義域.函數(shù)y=lg(2sinx-1)+eq\r(1-2cosx)的定義域為________.【精彩點撥】先列出三角函數(shù)的不等式組,再借助于三角函數(shù)線或三角函數(shù)的圖象求解.【規(guī)范解答】要使函數(shù)有意義,必須有eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(2sinx-1>0,,1-2cosx≥0,))即eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(sinx>\f(1,2),,cosx≤\f(1,2),))解得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\f(π,6)+2kπ<x<\f(5,6)π+2kπ,,\f(π,3)+2kπ≤x≤\f(5,3)π+2kπ,))(k∈Z)∴eq\f(π,3)+2kπ≤x<eq\f(5π,6)+2kπ(k∈Z).故所求函數(shù)的定義域為eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(\f(π,3)+2kπ≤x<\f(5,6)π+2kπ,k∈Z)))).【答案】eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(\f(π,3)+2kπ≤x<\f(5,6)π+2kπ,k∈Z))))[再練一題]1.求函數(shù)f(x)=eq\r(-sinx)+eq\r(tanx-1)的定義域.【導(dǎo)學(xué)號:00680030】【解】要使函數(shù)f(x)有意義,則eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(-sinx≥0,,tanx-1≥0,))即eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(sinx≤0,,tanx≥1,))如圖所示,結(jié)合三角函數(shù)線知eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(2kπ+π≤x≤2kπ+2πk∈Z,,kπ+\f(π,4)≤x<kπ+\f(π,2)k∈Z,))∴2kπ+eq\f(5π,4)≤x<2kπ+eq\f(3π,2)(k∈Z).故f(x)的定義域為eq\b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(2kπ+\f(5π,4),2kπ+\f(3π,2)))(k∈Z).三角函數(shù)的最值問題三角函數(shù)的最值問題是三角函數(shù)基礎(chǔ)知識的綜合應(yīng)用,它往往與二次函數(shù)、三角函數(shù)圖象、函數(shù)的單調(diào)性等知識聯(lián)系在一起,有一定的綜合性.在求解時,一要注意三角函數(shù)式的變形方向;二要注意正弦、余弦函數(shù)本身的有界性,還要注意靈活運用方法.求函數(shù)f(x)=cos2x+sinx+1eq\b\lc\(\rc\(\a\vs4\al\co1(-\f(π,4)≤x))eq\b\lc\\rc\)(\a\vs4\al\co1(≤\f(π,4)))的最小值.【精彩點撥】本題應(yīng)先通過同角三角函數(shù)關(guān)系式將函數(shù)轉(zhuǎn)化成關(guān)于sinx的二次函數(shù),然后再求最小值.【規(guī)范解答】f(x)=cos2x+sinx+1=1-sin2x+sinx+1=-sin2x+sinx+2=-eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(sinx-\f(1,2)))2+eq\f(9,4),又-eq\f(π,4)≤x≤eq\f(π,4),所以-eq\f(\r(2),2)≤sinx≤eq\f(\r(2),2).故當(dāng)sinx=-eq\f(\r(2),2)時,f(x)取最小值eq\f(3-\r(2),2).[再練一題]2.求函數(shù)y=cos2x-sinx,x∈eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-\f(π,4),\f(π,4)))的值域.【解】y=-sin2x-sinx+1,令t=sinx.∵x∈eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-\f(π,4),\f(π,4))),∴t∈eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-\f(\r(2),2),\f(\r(2),2))).原函數(shù)可化為y=-t2-t+1=-eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(t+\f(1,2)))2+eq\f(5,4),∴當(dāng)t=-eq\f(1,2)時,有ymax=eq\f(5,4);當(dāng)t=eq\f(\r(2),2)時,有ymin=eq\f(1-\r(2),2).故原函數(shù)值域為eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(1-\r(2),2),\f(5,4))).三角函數(shù)的圖象及變換三角函數(shù)的圖象是研究三角函數(shù)性質(zhì)的基礎(chǔ),又是三角函數(shù)性質(zhì)的具體體現(xiàn).在平時的考查中,主要體現(xiàn)在三角函數(shù)圖象的變換和解析式的確定,以及通過對圖象的描繪、觀察來討論函數(shù)的有關(guān)性質(zhì).如圖1-1是函數(shù)y=Asin(ωx+φ)+keq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(A>0,ω>0,|φ|<\f(π,2)))的一段圖象.圖1-1(1)求此函數(shù)解析式;(2)分析一下該函數(shù)是如何通過y=sinx變換得來的?【精彩點撥】(1)先確定A,k,再根據(jù)周期求ω,最后確定φ.(2)可先平移再伸縮,也可先伸縮再平移.【規(guī)范解答】(1)由圖象知A=eq\f(-\f(1,2)-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(3,2))),2)=eq\f(1,2),k=eq\f(-\f(1,2)+\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(3,2))),2)=-1,T=2×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,3)-\f(π,6)))=π,∴ω=eq\f(2π,T)=2,∴y=eq\f(1,2)sin(2x+φ)-1.當(dāng)x=eq\f(π,6)時,2×eq\f(π,6)+φ=eq\f(π,2),∴φ=eq\f(π,6),∴所求函數(shù)解析式為y=eq\f(1,2)sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,6)))-1.(2)把y=sinx向左平移eq\f(π,6)個單位得到y(tǒng)=sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,6))),然后縱坐標(biāo)保持不變、橫坐標(biāo)縮短為原來的eq\f(1,2),得到y(tǒng)=sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,6))),再橫坐標(biāo)保持不變,縱坐標(biāo)變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,2)得到y(tǒng)=eq\f(1,2)sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,6))),最后把函數(shù)y=eq\f(1,2)sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,6)))的圖象向下平移1個單位,得到y(tǒng)=eq\f(1,2)sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,6)))-1的圖象.[再練一題]3.已知函數(shù)y=eq\f(1,2)cosx+eq\f(1,2)|cosx|.(1)畫出函數(shù)的簡圖;(2)這個函數(shù)是周期函數(shù)嗎?如果是,求出它的最小正周期;(3)指出這個函數(shù)的單調(diào)增區(qū)間.【解】(1)y=eq\f(1,2)cosx+eq\f(1,2)|cosx|=eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(cosx,x∈\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(2kπ-\f(π,2),2kπ+\f(π,2)))k∈Z,,0,x∈\b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(2kπ+\f(π,2),2kπ+\f(3π,2)))k∈Z.))函數(shù)圖象如圖所示.(2)該函數(shù)是周期函數(shù),且由圖象可知函數(shù)的最小正周期是2π.(3)由圖象可知函數(shù)的單調(diào)增區(qū)間為eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(2kπ-\f(π,2),2kπ))(k∈Z).三角函數(shù)的性質(zhì)三角函數(shù)的性質(zhì),重點應(yīng)掌握y=sinx,y=cosx,y=tanx的定義域、值域、單調(diào)性、奇偶性、對稱性等有關(guān)性質(zhì),在此基礎(chǔ)上掌握函數(shù)y=Asin(ωx+φ),y=Acos(ωx+φ)及y=Atan(ωx+φ)的相關(guān)性質(zhì).在研究其相關(guān)性質(zhì)時,將ωx+φ看成一個整體,利用整體代換思想解題是常見的技巧.已知函數(shù)f(x)=2sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,6)))+a+1(其中a為常數(shù)).(1)求f(x)的單調(diào)區(qū)間;(2)若x∈eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(π,2)))時,f(x)的最大值為4,求a的值;(3)求f(x)取最大值時x的取值集合.【精彩點撥】(1)將2x+eq\f(π,6)看成一個整體,利用y=sinx的單調(diào)區(qū)間求解.(2)先求x∈eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(π,2)))時2x+eq\f(π,6)的范圍,再根據(jù)最值求a的值.(3)先求f(x)取最大值時2x+eq\f(π,6)的值,再求x的值.【規(guī)范解答】(1)由-eq\f(π,2)+2kπ≤2x+eq\f(π,6)≤eq\f(π,2)+2kπ,k∈Z,解得-eq\f(π,3)+kπ≤x≤eq\f(π,6)+kπ,k∈Z,∴函數(shù)f(x)的單調(diào)增區(qū)間為eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-\f(π,3)+kπ,\f(π,6)+kπ))(k∈Z),由eq\f(π,2)+2kπ≤2x+eq\f(π,6)≤eq\f(3π,2)+2kπ,k∈Z,解得eq\f(π,6)+kπ≤x≤eq\f(2π,3)+kπ,k∈Z,∴函數(shù)f(x)的單調(diào)減區(qū)間為eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(π,6)+kπ,\f(2π,3)+kπ))(k∈Z).(2)∵0≤x≤eq\f(π,2),∴eq\f(π,6)≤2x+eq\f(π,6)≤eq\f(7π,6),∴-eq\f(1,2)≤sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,6)))≤1,∴f(x)的最大值為2+a+1=4,∴a=1.(3)當(dāng)f(x)取最大值時,2x+eq\f(π,6)=eq\f(π,2)+2kπ,∴2x=eq\f(π,3)+2kπ,∴x=eq\f(π,6)+kπ,k∈Z,∴當(dāng)f(x)取最大值時,x的取值集合是eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(x=\f(π,6)))+kπ,k∈Z)).[再練一題]4.已知函數(shù)f(x)=(sinx+cosx)2+cos2x.(1)求f(x)的最小正周期;(2)求f(x)在區(qū)間eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(π,2)))上的最大值和最小值.【解】(1)因為f(x)=sin2x+cos2x+2sinxcosx+cos2x=1+sin2x+cos2x=eq\r(2)sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,4)))+1,所以函數(shù)f(x)的最小正周期為T=eq\f(2π,2)=π.(2)由(1)的計算結(jié)果知,f(x)=eq\r(2)sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,4)))+1.當(dāng)x∈eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(π,2)))時,2x+eq\f(π,4)∈eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(π,4),\f(5π,4))),由正弦函數(shù)y=sinx在eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(π,4),\f(5π,4)))上的圖象知,當(dāng)2x+eq\f(π,4)=eq\f(π,2),即x=eq\f(π,8)時,f(x)取得最大值eq\r(2)+1;當(dāng)2x+eq\f(π,4)=eq\f(5π,4),即x=eq\f(π,2)時,f(x)取得最小值0.綜上,f(x)在eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(π,2)))上的最大值為eq\r(2)+1,最小值為0.數(shù)形結(jié)合思想數(shù)形結(jié)合思想就是把抽象的數(shù)學(xué)語言與直觀圖形相結(jié)合進(jìn)行思考,使抽象思維和形象思維結(jié)合,通過“以形助數(shù)”和“以數(shù)解形”使復(fù)雜問題簡單化、抽象問題具體化,從而起到優(yōu)化解題過程的目的.“以形助數(shù)”是借助形的生動和直觀來闡述數(shù)間的聯(lián)系.“以數(shù)解形”是借助于數(shù)的精確性、規(guī)范性、嚴(yán)密性來闡明形的某些屬性.由于三角函數(shù)具有實際的幾何背景,因此,在本章中,處處可見“數(shù)形結(jié)合”思想的身影.函數(shù)y=eq\f(2-sinx,3+cosx)的最小值為________,最大值為________.【精彩點撥】根據(jù)題目特征,構(gòu)造符合題意圖形,運用“數(shù)形結(jié)合”思想往往可以很簡捷地解決問題.【規(guī)范解答】如圖所示,y=eq\f(2-sinx,3+cosx)可看做定點A(3,2)與動點B(-cosx,sinx)連線的斜率,而動點(-cosx,sinx)是單位圓上點,故問題轉(zhuǎn)化為定點與單位圓上點B連線的斜率的最值問題.根據(jù)數(shù)形結(jié)合不難得知,當(dāng)連線與圓相切時,斜率取最值,解得ymin=eq\f(3-\r(3),4),ymax=eq\f(3+\r(3),4).【答案】eq\f(3-\r(3),4)eq\f(3+\r(3),4)[再練一題]5.求函數(shù)y=eq\f(sinx+1,cosx-2)的值域.【解】將y=eq\f(sinx+1,cosx-2)看成是單位圓上的點(cosx,sinx)到點(2,-1)的斜率,即求斜率的范圍.如圖所示,由解析幾何知識可求得過點(2,-1),且與單位圓有交點的直線的斜率k∈eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-\f(4,3),0)),即y∈eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-\f(4,3),0)).轉(zhuǎn)化與化歸的思想化歸思想貫穿本章的始終,在三角函數(shù)的恒等變形中,同角關(guān)系式和誘導(dǎo)公式?;睘楹?,化異為同,弦切互化;在研究三角函數(shù)的圖象與性質(zhì)時,常把函數(shù)y=Asin(ωx+φ)化歸為簡單的y=sinx來研究.這些均體現(xiàn)三角函數(shù)中的轉(zhuǎn)化與化歸的思想方法.求函數(shù)y=eq\f(1,2)sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,4)-\f(2,3)x))的單調(diào)區(qū)間.【精彩點撥】求三角函數(shù)y=Asin(ωx+φ)的單調(diào)區(qū)間,需先保證x的系數(shù)為正值,如果ω<0,那么應(yīng)先進(jìn)行轉(zhuǎn)化,將x的系數(shù)化為正數(shù),再求解.【規(guī)范解答】將原函數(shù)化為y=-eq\f(1,2)sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,3)x-\f(π,4))).由2kπ-eq\f(π,2)≤eq\f(2,3)x-eq\f(π,4)≤2kπ+eq\f(π,2)(k∈Z),得3kπ-eq\f(3,8)π≤x≤3kπ+eq\f(9,8)π(k∈Z),此時函數(shù)單調(diào)遞減;由2kπ+eq\f(π,2)≤eq\f(2,3)x-eq\f(π,4)≤2kπ+eq\f(3,2)π(k∈Z),得3kπ+eq\f(9,8)π≤x≤3kπ+eq\f(21,8)π(k∈Z),此時函數(shù)單調(diào)遞增.故原函數(shù)的單調(diào)遞減區(qū)間為eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(3kπ-\f(3,8)π,3kπ+\f(9,8)π))(k∈Z),單調(diào)遞增區(qū)間為eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(3kπ+\f(9,8)π,3kπ+\f(21,8)π))(k∈Z).[再練一題]6.求函數(shù)y=2sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,4)-x))的單調(diào)遞增區(qū)間.【解】y=2sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,4)-x))=-2sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(π,4))).令z=x-eq\f(π,4),則y=-2sinz.∵z是x的一次函數(shù),∴要取y=-2sinz的遞增區(qū)間,即取sinz的遞減區(qū)間,即2kπ+eq\f(π,2)≤z≤2kπ+eq\f(3π,2)(k∈Z),∴2kπ+eq\f(π,2)≤x-eq\f(π,4)≤2kπ+eq\f(3π,2)(k∈Z),2kπ+eq\f(3π,4)≤x≤2kπ+eq\f(7π,4)(k∈Z),∴函數(shù)y=2sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,4)-x))的遞增區(qū)間為eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(2kπ+\f(3π,4),2kπ+\f(7π,4)))(k∈Z).1.將函數(shù)y=2sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,6)))的圖象向右平移eq\f(1,4)個周期后,所得圖象對應(yīng)的函數(shù)為()=2sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,4))) =2sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,3)))=2sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-\f(π,4))) =2sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-\f(π,3)))【解析】函數(shù)y=2sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,6)))的周期為π,將函數(shù)y=2sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x+\f(π,6)))的圖象向右平移eq\f(1,4)個周期即eq\f(π,4)個單位長度,所得圖象對應(yīng)的函數(shù)為y=2sineq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(π,4)))+\f(π,6)))=2sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-\f(π,3))),故選D.【答案】D2.函數(shù)y=Asin(ωx+φ)的部分圖象如圖1-2所示,則()圖1-2=2sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-\f(π,6)))=2sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-\f(π,3)))=2sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,6)))=2sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(π,3)))【解析】由圖象知eq\f(T,2)=eq\f(π,3)-eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,6)))=eq\f(π,2),故T=π,因此ω=eq\f(2π,π)=2.又圖象的一個最高點坐標(biāo)為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,3),2)),所以A=2,且2×eq\f(π,3)+φ=2kπ+eq\f(π,2)(k∈Z),故φ=2kπ-eq\f(π,6)(k∈Z),結(jié)合選項可知y=2sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-\f(π,6))).故選A.【答案】A3.函數(shù)f(x)=cos(ωx+φ)的部分圖象如圖1-3所示,則f(x)的單調(diào)遞減區(qū)間為()圖1-3\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(kπ-\f(1,4),kπ+\f(3,4))),k∈Z\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2kπ-\f(1,4),2kπ+\f(3,4))),k∈Z\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(k-\f(1,4),k+\f(3,4))),k∈Z\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2k-\f(1,4),2k+\f(3,4))),k∈Z【解析】由圖象知,周期T=2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(5,4)-\f(1,4)))=2,∴eq\f(2π,ω)=2,∴ω=π.由π×eq\f(1,4)+φ=eq\f(π,2)+2kπ,k∈Z,不妨取φ=eq\f(π,4),∴f(x)=coseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(πx+\f(π,4))).由2kπ<πx+eq\f(π,4)<2kπ+π,得2k-eq\f(1,4)<x<2k+eq\f(3,4),k∈Z,∴f(x)的單調(diào)遞減區(qū)間為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2k-\f(1,4),2k+\f(3,4))),k∈Z.故選D.【答案】D4.設(shè)函數(shù)f(x)(x∈R)滿足f(x+π)=f(x)+sinx.當(dāng)0≤x<π時,f(x)=0,則feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(23π,6)))=()\f(1,2) \f(\r(3),2) D.-eq\f(1,2)【解析】∵f(x+π)=f(x)+sinx,∴f(x+2π)=f(x+π)-sinx.∴f(x+2π)=f(x)+sinx-sinx=f(x).∴f(x)是以2π為周期的周期函數(shù).又feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(23π,6)))=feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(4π-\f(π,6)))=feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,6))).feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,6)+π))=feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,6)))+sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,6))),∴feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(5π,6)))=feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(π,6)))-eq\f(1,2).∵當(dāng)0≤x<π時,f(x)=0,∴feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(5π,6)))=0,∴f

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