题目内容

a
=(sinx-1,1),
b
=(sinx+3,1),
c
=(-1,-2),
d
=(k,1),k∈R,若存在x∈R,使得(
a
+
d
)⊥(
b
+
c
),求k的取值范围.
考点:平面向量数量积的运算
专题:计算题,函数的性质及应用,三角函数的求值,平面向量及应用
分析:存在x∈R,使得(
a
+
d
)⊥(
b
+
c
),即有(
a
+
d
)•(
b
+
c
)=0,求出(
a
+
d
)、(
b
+
c
),化简并分离参数,得到k=
4-sin2x-sinx
sinx+2
,令sinx+2=t(1≤t≤3),得到t的关系式,运用导数求出最值即可.
解答: 解:由于
a
=(sinx-1,1),
d
=(k,1),
a
+
d
=(k+sinx-1,2),
b
=(sinx+3,1),
c
=(-1,-2),
b
+
c
=(sinx+2,-1),
由于存在x∈R,使得(
a
+
d
)⊥(
b
+
c
),
则有得(
a
+
d
)•(
b
+
c
)=0,
即有(k+sinx-1)(sinx+2)-2=0,
即为k=
4-sin2x-sinx
sinx+2

令sinx+2=t(1≤t≤3),
则sinx=t-2,即有
4-sin2x-sinx
sinx+2
=
4-(t-2)2-(t-2)
t

=3-(t-
2
t
),而(t-
2
t
)′=1+
2
t2
>0,
则(t-
2
t
)为增,最小值为1-2=-1,最大值为3-
2
3
=
7
3

即有3-(t-
2
t
)的最大值为3-(-1)=4,最小值为3-
7
3
=
2
3

故k的取值范围是[
2
3
,4].
点评:本题考查平面向量及运用,考查向量垂直的条件,同时考查三角函数的最值,正弦函数的值域的运用,考查运算能力,属于中档题.
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