问题 解答题
已知△ABC,
AB
=(cos
3x
2
,-sin
3x
2
)
AC
=(cos
x
2
,sin
x
2
)
,其中x∈(0,
π
2
)

(Ⅰ)求|
BC
|
和△ABC的边BC上的高h;
(Ⅱ)若函数f(x)=|
BC
|2+λ•h
的最大值是5,求常数λ的值.
答案

(Ⅰ)∵

AB
=(cos
3x
2
,-sin
3x
2
),
AC
=(cos
x
2
,sin
x
2
),∴|
AB
|=|
AC
|=1

∴|

BC
|=
(
AC
-
AB
)2
=
AC
2
-2
AC
AB
+
AB
2
=
2-2(cos
3x
2
cos
x
2
+(-sin
3x
2
)sin
x
2
)

=

2-2(cos
3x
2
cos
x
2
-sin
3x
2
sin
x
2
)
=
2-2cos2x
=
2-2(1-2sin2x)
=
4sin2x
=2|sinx|

∵x∈(0,

π
2
),∴sinx∈(0,1),∴|
BC
|=2sinx.

|

AB
|=|
AC
|=1,△ABC是等腰三角形,

h=

|AB|2-(
1
2
|
BC
|)
2
=cosx

(Ⅱ)由(Ⅰ)知f(x)=|

BC
|2+λh=4sin2x+λcosx=4(1-cos2x)+λcosx=-4cos2x+λcosx+4

令t=cosx,∵x∈(0,

π
2
),∴t∈(0,1)

f(x)=g(t)=-4t2+λt+4=-4(t-

λ
8
)2+
λ2
16
+4

结合函数g(t)的图象可知

λ
8
≤0或
λ
8
≥1,即λ≤0或λ≥8时,函数g(t)无最值.

0<

λ
8
<1,即0<λ<8时,f(x)max=g(t)max=g(
λ
8
)=-4×(
λ
8
)2+λ×
λ
8
+4=5

解得λ=4或λ=-4(舍)

故λ=4时,函数f(x)的最大值为5.

单项选择题
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