问题 解答题
已知存在实数ω,φ(其中ω≠0,ω∈Z)使得函数f(x)=2cos(ωx+φ)是奇函数,且在(0,
π
4
)上是增函数.
(1)试用观察法猜出两组ω与φ的值,并验证其符合题意;
(2)求出所有符合题意的ω与φ的值.
答案

(1)猜想:

ω=1
ϕ=-
π
2
ω=-2
ϕ=
π
2
;(4)分

ω=1
ϕ=-
π
2
f(x)=2cos(x-
π
2
)=2sinx
,而f(x)=2sinx为奇函数且在(0,
π
4
)
上是增函数. (6分)

ω=-2
ϕ=
π
2
f(x)=2cos(-2x+
π
2
)=2sin2x
,而f(x)=2sin2x为奇函数且在(0,
π
4
)
上是增函数. (8分)

(2)由f(x)为奇函数,有f(-x)=-f(x)

∴2cos(-ωx+φ)=-2cos(ωx+φ)

所以2cosωx•cosφ=0,

又x∈R,∴cosωφ≠0,∴cosφ=0,

解得ϕ=kπ+

π
2
,k∈Z. (10分)

当k=2n(n∈Z)时,f(x)=2cos(ωx+2nπ+

π
2
)=2sin(-ωx)为奇函数,

由于f(x)在(0,

π
4
)上是增函数,

所以ω<0,由-

π
2
≤-ωx≤
π
2
π
≤x≤

又f(x)在(0,

π
4
)上是增函数,故有(0,
π
4
)⊆[
π
],
π
4
,-2≤ω<0,且ω=Z,

∴ω=-1或-2,故

ω=-1或-2
ϕ=2nπ+
π
2
,n∈Z
. (12分)

当k=2n+1(n∈Z)时,f(x)=2cos(ωx+2nπ+π+

π
2
)=-2sin(ωx)为奇函数,

由于f(x)在(0,

π
4
)上是增函数,

所以ω>0,由-

π
2
≤ωx≤
π
2
⇒-
π
≤x≤
π

又f(x)在(0,

π
4
)上是增函数,故有(0,
π
4
)⊆[-
π
π
],
π
4
π
,0<ω≤2,且ω=Z,

∴ω=1或2,故

ω=1或2
ϕ=(2n+1)π+
π
2
,n∈Z
(14分)

所以所有符合题意的ω与φ的值为:

ω=-1或-2
ϕ=2nπ+
π
2
,n∈Z
ω=1或2
ϕ=(2n+1)π+
π
2
,n∈Z
(16分)

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