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已知向量
a
=(cos(x-
π
4
),sin(x-
π
4
))
b
=(cos(x+
π
4
),-sin(x+
π
4
))
f(x)=
a
b
-k|
a
+
b
|
,x∈[0,π].
(1)若x=
12
,求
a
b
|
a
+
b
|

(2)若k=1,当x为何值时,f(x)有最小值,最小值是多少?
(3)若f(x)的最大值为3,求k的值.
分析:(1)利用向量的数量积,化简表达式,代入x=
12
,求
a
b
的值,直接求出|
a
+
b
|
的表达式,代入x=
12
求出值即可.
(2)若k=1,当x为何值时,化简函数f(x)的表达式,利用二次函数直接求出函数的最小值.
(3)借助(2)推出函数的表达式,通过换元法对函数的对称轴是否在区间讨论,通过f(x)的最大值为3,直接求出k的值.
解答:解:(1)由题意可知
a
b
=(cos(x-
π
4
),sin(x-
π
4
))• (cos(x+
π
4
),-sin(x+
π
4
))

=cos(x-
π
4
)•cos(x+
π
4
)- sin(x-
π
4
)•sin(x+
π
4
)

=cos2x,∵x=
12
,∴
a
b
=cos2x=-
3
2

|
a
+
b
|
=|(cos(x-
π
4
)+cos(x+
π
4
),- sin(x-
π
4
)+sin(x+
π
4
))|

=
(cos(x-
π
4
)+cos(x+
π
4
)
2
+(-sin(x-
π
4
)+sin(x+
π
4
))
2

=
2+2cos2x
=
2-
3
=
6
-
2
2

(2)k=1,f(x)=
a
b
-k|
a
+
b
|
=
a
b
-|
a
+
b
|

=2cos2x-2|cosx|-1
当x=
π
3
或x=
3
时,函数f(x)有最小值f(x)min=-
3
2

(3)由(2)可知f(x)=2cos2x-2k|cosx|-1
设|cosx|=t,由x∈[0,π]
则:f(x)=g(t)=2t2-2kt-1,t∈[0,1]
当:
k
2
1
2
?k≤1
时,f(x)max=g(1)=2-2k-1=3?k=-1
k≤1
k=-1
?k=-1

当:
k
2
1
2
?k>1
时,f(x)max=g(0)=-1≠3,
综上之:k=-1.
点评:本题是中档题,考查三角函数的化简,向量的数量积与向量的模的应用,考查换元法以及二次函数最值的应用,难度较大.
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相关习题

科目:高中数学 来源: 题型:

已知向量
a
=(-cosα,1+sinα)
b
=(2sin2
α
2
,sinα)

(Ⅰ)若|
a
+
b
|=
3
,求sin2α的值;
(Ⅱ)设
c
=(cosα,2)
,求(
a
+
c
)•
b
的取值范围.

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科目:高中数学 来源: 题型:

已知向量
a
=(cosωx-sinωx,sinωx)
b
=(-cosωx-sinωx,2
3
cosωx)
,其中ω>0,且函数f(x)=
a
b
(λ为常数)的最小正周期为π.
(Ⅰ)求函数y=f(x)的图象的对称轴;
(Ⅱ)若函数y=f(x)的图象经过点(
π
4
,0)
,求函数y=f(x)在区间[0,
12
]
上的取值范围.

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科目:高中数学 来源: 题型:

已知向量
a
=(cos
θ
2
,sin
θ
2
)
b
=(2,1)
,且
a
b

(1)求tanθ的值;
(2 )求
cos2θ
2
cos(
π
4
+θ)•sinθ
的值.

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科目:高中数学 来源: 题型:

已知向量
a
=(cos(ωx-
π
6
),  sin(ωx-
π
4
)),  
b
=(sin(
2
3
π-ωx), sin(ωx+
π
4
))
(其中ω>0).若函数f(x)=2
a
b
-1
的图象相邻对称轴间距离为
π
2

(Ⅰ)求ω的值;
(Ⅱ)求f(x)在[-
π
12
,  
π
2
]
上的值域.

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科目:高中数学 来源: 题型:

已知向量
a
=(cosθ,sinθ),
b=
(cos2θ-1,sin2θ),
c
=(cos2θ,sin2θ-
3
)
.其中θ≠kπ,k∈Z.
(1)求证:
a
b

(2)设f(θ)=
a
c
,且θ∈(0,π),求f(θ)
的值域.

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