问题 解答题
已知向量
m
=(2cosx,2sinx),
n
=(cosx,
3
cosx),设f(x)=
m
n
-1.
(I)求函数f(x)的单调递增区间;
(Ⅱ)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若f(
C
2
)=2
,且acosB=bcosA,试判断△ABC的形状.
答案

(I)由于函数f(x)=

m
n
-1=2cos2x+2
3
sinxcosx-1=cos2x+
3
sin2x=2sin(2x+
π
6
),

令 2kπ-

π
2
≤2x+
π
6
≤2kπ+
2
,k∈z,求得 kπ-
π
3
≤x≤kπ+
3
,k∈z.

故函数的增区间为[kπ-

π
3
,kπ+
3
],k∈z.

(Ⅱ)在△ABC中,由于f(

C
2
)=2=2sin(C+
π
6
),∴sin(C+
π
6
)=1,∴C=
π
3

再由 acosB=bcosA,利用正弦定理可得 ainAcosB=sinBcosA,∴sin(A-B)=0.

再由-π<A-B<π,可得 A-B=0,故 A=B=C=

π
3

故△ABC为等边三角形.

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