设关于x的函数f(x)=-cos2x-2msinx+m2+2m的最小值是m的函数,记为g(m).

设关于x的函数f(x)=-cos2x-2msinx+m2+2m的最小值是m的函数,记为g(m).
(1)求g(m)的解析表达式;
(2)当g(m)=5时,求m的值;
(3)如果方程f(x)=0在x∈(0,π)有两不相等的解,求实数m的取值范围.
hiderfong 1年前 已收到1个回答 举报

fengcui 幼苗

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解题思路:(1)先对f(x)进行变形:f(x)=sin2x-2msinx+m2+2m-1,令t=sinx,则t∈[-1,1],函数可变为h(t)=t2-2mt+m2+2m-1=(t-m)2+2m-1,按对称轴与区间[-1,1]的位置分三种情况讨论即可求得g(0);
(2)由(1)分三种情况解g(m)=5即可;
(3)方程f(x)=0在x∈(0,π)有两不相等的解,等价于h(t)=t2-2mt+m2+2m-1=0在t∈(0,1)上有一解,问题转化为函数h(t)在(0,1)上有一个零点,由此即可得到关于m的限制条件;

(1)f(x)=sin2x-2msinx+m2+2m-1,
令t=sinx,则t∈[-1,1],
则函数可变为h(t)=t2-2mt+m2+2m-1=(t-m)2+2m-1,
图象开口向上,对称轴为t=m,
①当m<-1时,g(m)=h(-1)=m2+4m;
②当-1≤m≤1时,g(m)=h(m)=2m-1;
③当m>1时,g(m)=h(1)=m2
所以g(m)=

m2+4m,m<−1
2m−1,−1≤m≤1
m2,m>1.
(2)当g(m)=5时,
若m<-1,有m2+4m=5,解得m=-5或m=1(舍);
若-1≤m≤1,有2m-1=5,解得m=3(舍);
若m>1,有m2=5,解得m=
5或-
5(舍);
综上知,m=-5或m=
5.
(3)方程f(x)=0在x∈(0,π)有两不相等的解,由(1)知:等价于h(t)=t2-2mt+m2+2m-1=0在t∈(0,1)上有一解,


0<m<1
△=4m2−4(m2+2m−1)=0或h(0)•h(1)<0,即m=[1/2]或(m2+2m-1)m2<0,所以m=

点评:
本题考点: 函数解析式的求解及常用方法;函数的值;函数的零点.

考点点评: 本题考查二次函数在闭区间上的最值问题、分段函数求值及函数的零点,属中档题,本题具有一定综合性,需要掌握相关基础知识.

1年前

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