问题 解答题
已知f(x)=a(|sinx|+|cosx|)+4sin2x+9,若f(
4
)=13-9
2

(1)求a的值;
(2)求f(x)的最小正周期(不需证明);
(3)是否存在正整数n,使得方程f(x)=0在区间[0,nπ]内恰有2011个根.若存在,求出n的值,若不存在,请说明理由.
答案

(1)令x=

4
,得
2
a+4+9=13-9
2
,得a=-9.

(2)

f(x+π)=-9(|sin(x+π|+|cos(x+π)|)+4sin2(x+π)+9
=-9(|sinx|+|cosx|)+4sin2x+9=f(x)

所以,f(x)的最小正周期为π.

(3)不存在n满足题意.  当x∈[0,

π
2
]时,f(x)=-9(sinx+cosx)+4sin2x+9.

t=sinx+cosx=

2
sin(x+
π
4
),t∈[1,
2
],则sin2x=2sinxcosx=t2-1,

于是f(x)=-9(sinx+cosx)+4sin2x+9=4t2-9t+5,令4t2-9t+5=0,得t=1或t=

5
4
∈[1,
2
]

于是x=0,

π
2
,或x=x0(0<x0
π
4
)
x=
π
2
-x0
,其中sin(x0+
π
4
)=
5
2
8

x∈(

π
2
,π)时,f(x)=-9(sinx-cosx)+4sin2x+9.

t=sinx-cosx=

2
sin(x-
π
4
),t∈(1,
2
],则sin2x=2sinxcosx=1-t2

于是f(x)=-9(sinx-cosx)+4sin2x+9=-4t2-9t+13,令-4t2-9t+13=0,

解得t=1或t=-

13
4
∉(1,
2
]
,故f(x)在x∈(
π
2
,π)
没有实根.

综上讨论可得,f(x)=0在[0,π)上有4根,而2011=4×502+3,而在[0,502π]有2009个根,在[0,503π]上有2013个根,

故不存在n,使得f(x)=0在区间[0,nπ]内恰有2011个根.

判断题
单项选择题