已知函数
f(x)=sinx(sinx−cosx)sin2x.
(1) 求
f(x) 的定义域及最小正周期;
(2) 求
f(x) 的单调递减区间.
\begin{solution}
\begin{enumerate}
\item 由分母不能为零,得
sinx=0,所以定义域为
{x∣x=kπ, k∈Z}. 在此定义域内,利用
sin2x=2sinxcosx,得
f(x)=2cosx(sinx−cosx)=sin2x−cos2x−1=2sin(2x−4π)−1
化简式的周期为
π,所以
π 是原函数的一个正周期. 另一方面,原函数的定义域排除了恰为
{kπ∣k∈Z} 的点;若
T 是原函数的周期,则平移
T 必须把这组不可取点保持不变,从而
T 必须是
π 的整数倍. 因此原函数的最小正周期为
π.
\item 由上式可得
f′(x)=22cos(2x−4π). 函数递减时
cos(2x−4π)<0
即存在
k∈Z,使
2kπ+2π<2x−4π<2kπ+23π
解得
kπ+83π<x<kπ+87π. 端点处导数为零,但函数在端点及其间的每一点均有定义,故可将递减区间写成相应闭区间;这些区间也不包含被排除的
kπ. 所以单调递减区间为
[kπ+83π,kπ+87π](
k∈Z).
\end{enumerate}
\end{solution}