(1)∵函数f(x)=sin(ωx+φ)(ω>0,0<φ<π)的周期为π,
∴ω==2,
又曲线y=f(x)的一个对称中心为(,0),φ∈(0,π),
故f()=sin(2×+φ)=0,得φ=,所以f(x)=cos2x.
将函数f(x)图象上所有点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变)后可得y=cosx的图象,
再将y=cosx的图象向右平移个单位长度后得到函数g(x)=cos(x-)的图象,
∴g(x)=sinx.
(2)当x∈(,)时,<sinx<,0<cosx<,
∴sinx>cos2x>sinxcos2x,
问题转化为方程2cos2x=sinx+sinxcos2x在(,)内是否有解.
设G(x)=sinx+sinxcos2x-cos2x,x∈(,),
则G′(x)=cosx+cosxcos2x+2sin2x(2-sinx),
∵x∈(,),
∴G′(x)>0,G(x)在(,)内单调递增,
又G()=-<0,G()=>0,且G(x)的图象连续不断,故可知函数G(x)在(,)内存在唯一零点x0,即存在唯一零点x0∈(,)满足题意.
(3)依题意,F(x)=asinx+cos2x,令F(x)=asinx+cos2x=0,
当sinx=0,即x=kπ(k∈Z)时,cos2x=1,从而x=kπ(k∈Z)不是方程F(x)=0的解,
∴方程F(x)=0等价于关于x的方程a=-,x≠kπ(k∈Z).
现研究x∈(0,π)∪(π,2π)时方程a=-的解的情况.
令h(x)=-,x∈(0,π)∪(π,2π),
则问题转化为研究直线y=a与曲线y=h(x),x∈(0,π)∪(π,2π)的交点情况.
h′(x)=,令h′(x)=0,得x=或x=,
当x变换时,h′(x),h(x)的变化情况如下表:
x | (0,) | | (,π) | (π,) | | (,2π) |
h′(x) | + | 0 | - | - | 0 | + |
h(x) | ↗ | 1 | ↘ | ↘ | -1 | ↗ |
当x>0且x趋近于0时,h(x)趋向于-∞,
当x<π且x趋近于π时,h(x)趋向于-∞,
当x>π且x趋近于π时,h(x)趋向于+∞,
当x<2π且x趋近于2π时,h(x)趋向于+∞,
故当a>1时,直线y=a与曲线y=h(x)在(0,π)内无交点,在(π,2π)内有2个交点;
当a<-1时,直线y=a与曲线y=h(x)在(0,π)内有2个交点,在(π,2π)内无交点;
当-1<a<1时,直线y=a与曲线y=h(x)在(0,π)内有2个交点,在(π,2π)内有2个交点;
由函数h(x)的周期性,可知当a≠±1时,直线y=a与曲线y=h(x)在(0,nπ)内总有偶数个交点,从而不存在正整数n,使得直线y=a与曲线y=h(x)在(0,nπ)内恰有2013个零点;
又当a=1或a=-1时,直线y=a与曲线y=h(x)在(0,π)∪(π,2π)内有3个交点,由周期性,2013=3×671,
∴依题意得n=671×2=1342.
综上,当a=1,n=1342,或a=-1,n=1342时,函数F(x)=f(x)+ag(x)在(0,nπ)内恰有2013个零点.