问题
解答题
.设函数f(x)=-cos2x-4tsin
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)≤
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答案
(1)f(x)=-cos2x-4tsin
cosx 2
+4t3+t2-3t+4=sin2x-1-2tsinx+4t3+t2-3t+4=sin2x-2tsinx+t2+4t3-3t+3=(sinx-t)2+4t3-3t+3.x 2
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,-
| -
| (-
|
| (
| ||||||||||||
g'(t) | + | 0 | - | 0 | + | ||||||||||||
G(t) | ↗ | 极大值g(-
| ↘ | 极小值g(
| ↗ |
1 |
2 |
1 |
2 |
1 |
2 |
1 |
2 |
1 |
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
∈[-2,2]4 a+ 1 a
当且仅当a=1时,
=2,对应的t=-1或4a 1+a2
,1 2
故当t=-1或
时,这样的a存在,且a=1,使得g(t)≥1 2
成立.4a 1+a2
而当t∈(-1,1]且t≠
时,这样的a不存在.1 2