题目内容

已知向量
a
=(cos
3
2
x,sin
3
2
x)
,
b
=(cos
x
2
,-sin
x
2
)
,且x∈[0,
π
2
]
.
(Ⅰ)求
a
•
b
及|
a
+
b
|
;
(Ⅱ)若f(x)=
a
•
b
-2λ|
a
+
b
|(λ≤1)
的最小值等于-
3
2
,求λ值及f(x)取得最小值-
3
2
时x的值.
分析:(1)根据向量
a
=(cos
3
2
x,sin
3
2
x)
,
b
=(cos
x
2
,-sin
x
2
)
,且x∈[0,
π
2
]
.利用向量的数量积公式和向量的模的运算法则,能够求出
a
•
b
及|
a
+
b
|
.
(2)因为f(x)=
a
•
b
-2λ|(
a
+
b)
|=cos2x-4λcosx(λ≤1)
x∈[0,
π
2
]
=2cos2x-4λcosx-1=2(cosx-λ)2-2λ2-1,由于x∈[0,
π
2
]
,所以cosx∈[0,1].再由f(x)=
a
•
b
-2λ|
a
+
b
|(λ≤1)
的最小值等于-
3
2
,能求出λ值及f(x)取得最小值-
3
2
时x的值.
解答:解:(1)∵向量
a
=(cos
3
2
x,sin
3
2
x)
,
b
=(cos
x
2
,-sin
x
2
)
,
且x∈[0,
π
2
]
,
∴
a
•
b
=cos
3
2
xcos
x
2
-sin
3
2
x•sin
x
2
=cos2x
,
|
a
+
b
|=
(
a
+
b)
2
=
2+2cos2x
=
4cos2x
=2cosx
.
(2)∵x∈[0,
π
2
]
,
∴f(x)=
a
•
b
-2λ|(
a
+
b)
|=cos2x-4λcosx(λ≤1)

=2cos2x-4λcosx-1
=2(cosx-λ)2-2λ2-1,
∵x∈[0,
π
2
]
,
∴cosx∈[0,1],
当λ<0时,f(x)min=-1≠-
3
2
;
当0≤λ≤1时,f(x)min=-2λ2-1=-
3
2
,λ=
1
2
.
此时cosx=
1
2
,x=
π
3
.
综上λ=
1
2
,
f(x)取最小值-
3
2
时,x=
π
3
.
点评:本题考查平面向量的综合题,综合性强,难度大,考查运算求解能力,推理论证能力;考查函数与方程思想,化归与转化思想.是高考的常见题型,易错点是忽视角的取值范围.
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