题目内容

已知
a
=(cosx,
3
sinx),
b
=(2cosx,2cosx),f(x)=
a
b
+m
(Ⅰ)求f(x)的最小正周期和单调递增区间;
(Ⅱ)若f(x)在区间[0,
π
2
]上的最小值为2,求f(x)在区间[0,
π
2
]上的最大值.
考点:平面向量数量积的运算,三角函数中的恒等变换应用,三角函数的周期性及其求法
专题:平面向量及应用
分析:(I)f(x)=
a
b
+m=2cos2x+2
3
sinxcosx
+m=cos2x+
3
sin2x+1
+m=2sin(2x+
π
6
)
+1+m.
可得f(x)的最小正周期T=
2
.由-
π
2
+2kπ≤2x+
π
6
π
2
+2kπ
,解出即可得出单调递增区间.
(II)由x∈[0,
π
2
],可得(2x+
π
6
)
[
π
6
6
]
,因此当2x+
π
6
=
6
,即x=
π
2
时函数f(x)取得最小值2,可得2×(-
1
2
)
+1+m=2,解得m.当2x+
π
6
=
π
2
,即x=
π
6
时函数f(x)取得最大值.
解答: 解:(I)f(x)=
a
b
+m=2cos2x+2
3
sinxcosx
+m=cos2x+
3
sin2x+1
+m=2sin(2x+
π
6
)
+1+m.
∴f(x)的最小正周期T=
2
=π.
-
π
2
+2kπ≤2x+
π
6
π
2
+2kπ
,解得-
π
3
+kπ≤x≤
π
6
+kπ
(k∈Z).
∴函数f(x)的单调递增区间为[kπ-
π
3
,kπ+
π
6
]
(k∈Z).
(II)∵x∈[0,
π
2
],∴(2x+
π
6
)
[
π
6
6
]

因此当2x+
π
6
=
6
,即x=
π
2
时函数f(x)取得最小值2,∴2×(-
1
2
)
+1+m=2,解得m=2.
当2x+
π
6
=
π
2
,即x=
π
6
时函数f(x)取得最大值,f(
π
6
)
=2+1+2=5.
点评:本题考查了三角函数的单调性周期性及其最值、数量积运算,考查了推理能力与计算能力,属于中档题题.
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