题目内容

已知向量
m
=(1,1)
,向量
n
与向量
m
夹角为
3
4
π
,且
m
•
n
=-1
.
(1)若向量
n
与向量
q
=(1,0)的夹角为
π
2
,向量
p
=(cosA,2cos2
C
2
)
,其中A,C为△ABC的内角,且A,B,C依次成等差数列,试求|
n
+
p
|的取值范围.
(2)若A、B、C为△ABC的内角,且A,B,C依次成等差数列,A≤B≤C,设f(A)=sin2A-2(sinA+cosA)+a2,f(A)的最大值为5-2
2
,关于x的方程sin(ax+
π
3
)=
m
2
(a>0)
在[0,
π
2
]
上有相异实根,求m的取值范围.
(1)令
n
=(x,y),则有cos
3
4
π
=
m
•
n
|m
|•|
n|
=-
2
2

由
m
•
n
=-1
得|
m
|•|
n
|=
2
,又向量
m
=(1,1)
,故其模为
2
,
则向量
n
人模为1.则有x2+y2=1
(1)向量
n
与向量
q
=(1,0)的夹角为
π
2
,故有
n
•
q
=0,即x=0,故y=±1
又
m
•
n
=-1
故y=-1,则
n
=(0,-1),
 向量
p
=(cosA,2cos2
C
2
)
,即
p
=(cosA,1+cosC)

又A,C为△ABC的内角,且A,B,C依次成等差数列 故B=
π
3

|
n
+
p
|2=cos2A+cos2C=cos2A+cos2(
2π
3
-A)=1+
1
2
cos(2A+
π
3
)
由A∈(0,
2π
3
),得2A+
π
3
∈(
π
3
,
5π
3
)得cos(2A+
π
3
)∈[-1,
1
2
)
|
n
+
p
|2∈[
1
2
,
5
4
)故|
n
+
p
|∈[
2
2
,
5
2
)
(2∵A、B、C为△ABC的内角,且A,B,C依次成等差数列,A≤B≤C,∴B=
π
3

∴f(A)=sin2A-2(sinA+cosA)+a2=2sinAcosA-2(sinA+cosA)+a2 
令t=sinA+cosA=
2
sin(A+
π
4
),则2sinAcosA=t2-1
由于A∈(0,
π
3
],A+
π
4
∈(
π
4
,
7π
12
],故t=
2
sin(A+
π
4
)∈(1,
2
]
故有f(A)=t2-1-2t+a2=t2-2t+a2-1,t∈(1,
2
]
当t=
2
时取到最大值为1-2
2
+a2
又f(A)的最大值为5-2
2
,故1-2
2
+a2=5-2
2

故a2=4,又a>0,故a=2
又关于的方程sin(ax+
π
3
)=
m
2
(a>0)
在[0,
π
2
]
上有相异实根
即方程sin(2x+
π
3
)=
m
2
在[0,
π
2
]
上有相异实根
因为x∈[0,
π
2
]
,故y=sin(2x+
π
3
)
在(0,
π
12
)上是增函数,在(
π
12
,
π
2
)上是减函数
方程sin(2x+
π
3
)=
m
2
在[0,
π
2
]
上有相异实根
故
m
2
∈[
3
2
,1),
故m∈[
3
,2).
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