问题 解答题
设平面向量
a
=(
3
,-1),
b
=(
1
2
3
2
).若存在实数m(m≠0)和角θ(θ∈(-
π
2
π
2
))
,使向量
c
=
a
+(tan2θ-3)
b
d
=-m
a
+
b
tanθ,且
c
d

(I)求函数m=f(θ)的关系式;  
(II)令t=tanθ,求函数m=g(t)的极值.
答案

(I)∵向量

a
=(
3
,-1),
b
=(
1
2
3
2
),

∴向量

c
=(
3
+
1
2
(tan2θ-3),-1+
3
2
(tan2θ-3))=(
1
2
tan2θ+
3
-
3
2
3
2
tan2θ-1-
3
2
3

向量

d
=(-
3
m+
1
2
tanθ,m+
3
2
tanθ)

∵且

c
d

c
d
=0,即(
1
2
tan2θ+
3
-
3
2
)(-
3
m+
1
2
tanθ)+(
3
2
tan2θ-1-
3
2
3
)(m+
3
2
tanθ)=0

化简整理,得m=

1
4
(tan3θ-3tanθ)(-
π
2
<θ<
π
2
),即为函数m=f(θ)的关系式.

(II)设tanθ=t,得m=g(t)=

1
4
(t3-3t),t∈R

求导得m=g(t)=

3
4
(t2-1),令g'(t)=0,得t1=-1,t2=1

当t∈(-∞,-1),g'(t)>0,g(t)为增函数;当t∈(-1,1)时,g'(t)<0,g(t)为减函数;

当t∈(1,+∞)时,g'(t)>0,g(t)为增函数.

所以当t=-1,即θ=-

π
4
时,m=g(t)有极大值
1
2
;当t=1,即θ=
π
4
时,m=g(t)有极小值-
1
2

填空题
单项选择题 A1/A2型题