问题 解答题
已知函数f(x)=sin
x
2
cos
x
2
+
3
cos2
x
2

(1)求方程f(x)=0的解集;
(2)如果△ABC的三边a,b,c满足b2=ac,且边b所对的角为x,求角x的取值范围及此时函数f(x)的值域.
答案

(1)法1:由f(x)=0,

得sin

x
2
cos
x
2
+
3
cos2
x
2
=cos
x
2
(sin
x
2
+
3
cos
x
2
)=0,

由cos

x
2
=0,得
x
2
=kπ+
π
2

∴x=2kπ+π(k∈Z);

由sin

x
2
+
3
cos
x
2
=0,得tan
x
2
=-
3

x
2
=kπ-
π
3
,即x=2kπ-
3
(k∈Z),

则方程f(x)=0的解集为{x|2kπ+π或2kπ-

3
(k∈Z)};

法2:f(x)=

1
2
sinx+
3
2
(cosx+1)

=

1
2
sinx+
3
2
cosx+
3
2
=sin(x+
π
3
)+
3
2

由f(x)=0,得sin(x+

π
3
)=-
3
2

可得x+

π
3
=kπ-(-1)k
π
3
(k∈Z),即x=kπ-(-1)k
π
3
-
π
3
(k∈Z),

则方程f(x)=0的解集为{x|x=kπ-(-1)k

π
3
-
π
3
(k∈Z)};

(2)∵b2=ac,且a2+c2≥2ac(当且仅当a=c时取等号),

∴由余弦定理得cosB=

a2+c2-b2
2ac
=
a2+c2-ac
2ac
1
2

又B为三角形的内角,

∴0<B≤

π
3

由题意得x=B,即x∈(0,

π
3
],

f(x)=

1
2
sinx+
3
2
(cosx+1)

=

1
2
sinx+
3
2
cosx+
3
2
=sin(x+
π
3
)+
3
2

∵x+

π
3
∈(
π
3
3
],

则此时函数f(x)的值域为[

3
3
2
+1].

单项选择题
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