问题 解答题
已知f(x),g(x)都是定义在R上的函数,若存在正实数m,n使得h(x)=mf(x)+ng(x)恒成立,则称h(x)为f(x),g(x)在R上的生成函数.若f(x)=sin
x
2
,g(x)=cosx

(1)判断函数y=sinkx,(k∈R)是否为f(x),g(x)在R上的生成函数,请说明理由.
(2)记G(x)为f(x),g(x)在R上的生成函数,若G(
π
3
)=1
,且G(x)的最大值为
9
8
,求G(x)的解析式.
答案

(1)若函数y=sinkx,(k∈R)是f(x),g(x)在R上的生成函数,

则存在正实数m,n使得sinkx=msin

x
2
+ncosx恒成立,

取x=0得:0=n,不符合n>0这个条件,

故函数y=sinkx,(k∈R)不是为f(x),g(x)在R上的生成函数,

(2)∵G(x)为f(x),g(x)在R上的生成函数,若G(

π
3
)=1,

则存在正实数m,n使得G(x)=msin

x
2
+ncosx恒成立,

msin

π
6
+ncos
π
3
=1,即:m+n=2,

故G(x)=(2-n)sin

x
2
+ncosx=(2-n)sin
x
2
+n(1-2sin  2
x
2
)

=(2-n)sin

x
2
-2nsin 2
x
2
+n

令sin

x
2
=t,则G(x)=-2nt2+(2-n)t+n,

根据其G(x)的最大值为

9
8

得到:n=1 或

4
9

代入m+n=2,得

m=1,n=1,或m=

14
9
,n=
4
9

故G(x)的解析式为:G(x)=sin

x
2
+cosx或G(x)=
14
9
sin
x
2
+
4
9
cosx

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