问题 解答题
设函数f(x)=
a
b
,其中向量
a
=(2cosx,1)
b
=(cosx,
3
sin2x+m)

(Ⅰ)求函数f(x)的最小正周期和在[0,π]上的单调递增区间.
(Ⅱ)当x∈[0,
π
6
]
时,-4<f(x)<4恒成立,求实数m的取值范围.
答案

(Ⅰ)函数f(x)=

a
b
=2cos2x+
3
sin2x+m
=cos2x+
3
sin2x+m
+1=2sin(2x+
π
6
)+m+1.

故函数f(x)的最小正周期为

2
=π.

令 2kπ-

π
2
≤2x+
π
6
≤2kπ+
π
2
,k∈z,可得 kπ-
π
3
≤x≤kπ+
π
6
,k∈z,故增区间为[kπ-
π
3
,kπ+
π
6
],k∈z.

故在[0,π]上的单调递增区间为[0,

π
6
]、[
3
,π].

(Ⅱ)当x∈[0,

π
6
]时,
π
6
≤2x+
π
6
π
2
,故有
1
2
≤sin(2x+
π
6
)≤1,故 m+2≤f(x)≤m+3.

再由-4<f(x)<4恒成立,可得  m+2>-4且 m+3<4,解得-6<m<1,

故实数m的取值范围为(-6,1).

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