问题 解答题
.设函数f(x)=-cos2x-4tsin
x
2
cos
x
2
+4t3+t2-3t+4
,x∈R,
其中|t|≤1,将f(x)的最小值记为g(t).
(1)求g(t)的表达式;
(2)对于区间[-1,1]中的某个t,是否存在实数a,使得不等式g(t)≤
4a
1+a2
成立?如果存在,求出这样的a及其对应的t;如果不存在,请说明理由.
答案

(1)f(x)=-cos2x-4tsin

x
2
cos
x
2
+4t3+t2-3t+4=sin2x-1-2tsinx+4t3+t2-3t+4=sin2x-2tsinx+t2+4t3-3t+3=(sinx-t)2+4t3-3t+3.

由(sinx-t)2≥0,|t|≤1,故当sinx=t时,f(x)有最小值g(t),即

g(t)=4t3-3t+3.

(2)我们有g'(t)=12t2-3=3(2t+1)(2t-1),-1<t<1.

列表如下:

t(-1,-
1
2
-
1
2
(-
1
2
1
2
1
2
1
2
,1)
g'(t)+0-0+
G(t)极大值g(-
1
2
极小值g(
1
2
由此可见,g(t)在区间(-1,-
1
2
)和(
1
2
,1)单调增加,在区间(-
1
2
1
2
)单调减小,极小值为g(
1
2
)=2,

又g(-1)=-4-(-3)+3=2

故g(t)在[-1,1]上的最小值为2

注意到:对任意的实数a,

4a
1+a2
=
4
a+
1
a
∈[-2,2]

当且仅当a=1时,

4a
1+a2
=2,对应的t=-1或
1
2

故当t=-1或

1
2
时,这样的a存在,且a=1,使得g(t)≥
4a
1+a2
成立.

而当t∈(-1,1]且t≠

1
2
时,这样的a不存在.

单项选择题
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