问题 解答题
已知f(x)、g(x)都是定义在R上的函数,若存在实数m、n使得h(x)=m•f(x)+n•g(x),则称h(x)为f(x)、g(x)在R上生成的函数.若f(x)=2cos2x-1,g(x)=sinx.
(1)判断函数y=cosx是否为f(x)、g(x)在R上生成的函数,并说明理由;
(2)记l(x)为f(x)、g(x)在R上生成的一个函数,若l(
π
6
)=2
,且l(x)的最大值为4,求l(x).
答案

(1)函数y=cosx不是f(x)、g(x)在R上生成的函数.

理由:假设函数y=cosx是f(x)、g(x)在R上生成的函数,

则存在实数m、n使得cosx=m(2cos2x-1)+nsinx

令x=0,得1=m+0①

令x=π,得-1=m②

由①②矛盾知:函数y=cosx不是f(x)、g(x)在R上生成的函数

(2)设l(x)=a(2cos2x-1)+bsinx(a,b∈R)

l(

π
6
)=
1
2
a+
1
2
b=2,∴a+b=4,∴l(x)=-2asin2x+(4-a)sinx+a

设t=sinx,则函数l(x)可化为:y=-2at2+(4-a)t+a,t∈[-1,1]

当a=0时,函数化为:y=4t,t∈[-1,1]

∵当t=1时,ymax=4∴l(x)=4sinx,符合题意

当a>0时,函数化为:y=-2a(t-

4-a
4a
)2+a+
(4-a)2
8a

4-a
4a
≥1时,即0<a≤
4
5

∵当t=1时,ymax=4-2a

∴由4-2a=4得a=0,不符合a>0舍去

-1<

4-a
4a
<1时,即a>
4
5
a<-
4
3
(舍去)时

∵当t=

4-a
4a
时,ymax=a+
(4-a)2
8a

∴由ymax=a+

(4-a)2
8a
=4,得a=4或a=
4
9
(舍去)

∴b=0∴l(x)=4(2cos2x-1),符合题意

4-a
4a
≤-1时,即-
4
3
≤a<0
时,不符合a>0舍去

当a<0时,函数y=-2a(t-

4-a
4a
)2+a+
(4-a)2
8a
的对称轴t=
4-a
4a
<0

∵当t=1时,ymax=4-2a

∴由ymax=4-2a=4得a=0,不符合a<0舍去

综上所述,l(x)=4sinx或l(x)=4(2cos2x-1)

多项选择题 案例分析题
问答题 简答题