问题 解答题
已知向量
p
=(-cos 2x,a),
q
=(a,2-
3
sin 2x),函数f(x)=
p
q
-5(a∈R,a≠0).
(1)求函数f(x)(x∈R)的值域;
(2)当a=2时,若对任意的t∈R,函数y=f(x),x∈(t,t+b]的图象与直线y=-1有且仅有两个不同的交点,试确定b的值(不必证明),并求函数y=f(x)的在[0,b]上单调递增区间.
答案

(1)f(x)=

p
q
-5=-acos2x-
3
asin2x+2a-5
=-2asin(2x+
π
6
)+2a-5
.…(2分)

因为x∈R,所以-1≤sin(2x+

π
6
)≤1

当a>0时,-2a×1+2a-5≤f(x)≤-2a×(-1)+2a-5.

所以f(x)的值域为[-5,4a-5].…(4分)

同理,当a<0时,f(x)的值域为[4a-5,-5].…(6分)

(2)当a=2时,y=f(x)=-4sin(2x+

π
6
)-1,由题设函数y=f(x),x∈(t,t+b]的图象与直线y=-1有且仅有两个不同的交点及函数y=f(x)的最小正周期为π可知,b的值为π.…(8分)

π
2
+2kπ≤2x+
π
6
2
+2kπ,k∈Z,得
π
6
+kπ≤x≤
3
+kπ,k∈Z
.…(10分)

因为x∈[0,π],所以k=0,

∴函数y=f(x)在[0,π]上的单调递增区间为[

π
6
3
].…(12分)

单项选择题
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