题目内容

已知
a
=(2sin
x
2
3
+1)
b
=(cos
x
2
-
3
sin
x
2
,1)
f(x)=
a
b
+m

(1)求f(x)在[0,2π]上的单调区间
(2)当x∈[0,
π
2
]
时,f(x)的最小值为2,求f(x)≥2成立的x的取值集合.
(3)若存在实数a,b,C,使得a[f(x)-m]+b[f(x-C)-m]=1,对任意x∈R恒成立,求
b
a
cosC
的值.
(1)f(x)=
a
b
+m
=2sin
x
2
cos
x
2
-2
3
sin2
x
2
+
3
+1+m=sinx+
3
cosx+1+m=2sin(x+
π
3
)+1+m
由x∈[0,2π],可得
π
3
≤x+
π
3
≤2π+
π
3

π
3
≤x+
π
3
π
2
时,可得函数f(x)在 [0,
π
6
]
上递增,当
π
2
≤x+
π
3
2
时,可得函数f(x)在[
π
6
6
]
上 递减.
2
≤x+
π
3
≤2π+
π
3
时,可得函数在[
6
,2π]
上递增.------------(2分)
(2)由于x∈[0,
π
2
],x+
π
3
∈[
π
3
6
]
,故sin(x+
π
3
)min=
1
2
,所以f(x)min=2+m=2    所以 m=0.--------(1分)
所以,f(x)=2sin(x+
π
3
)+1
,由f(x)≥2,可得2sin(x+
π
3
)+1≥2
sin(x+
π
3
)≥
1
2
2kπ+
π
6
≤x+
π
3
≤2kπ+
6

所以{x|2kπ-
π
6
≤x≤2kπ+
π
2
 k∈z}.--------(3分)
(3)∵a[f(x)-m]+b[f(x-C)-m]=a[2sin(x+
π
3
)+1]+b[2sin(x+
π
3
-C)+1]
 
=2asin(x+
π
3
)+a+2bsin(x+
π
3
)cosC-2bsinCcos(x+
π
3
)+b

对任意x∈R,(2a+2bcosc)sin(x+
π
3
)-2bsinccos(x+
π
3
)+b+a-1=0
 恒成立,
故有(2a+2bcosC)=0,且2bsinC=0,且b+a-1=0.
经讨论只能有 sinC=0,cosC=-1,a=b=
1
2
,所以,
b
a
cosC=-1
.--------(4分)
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