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

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.
(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)(0,1)上有一个零点,由此即可得到关于m的限制条件; 【解析】 (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)=. (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=或-(舍); 综上知,m=-5或m=. (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, 则或h(0)•h(1)<0,即m=或(m2+2m-1)m2<0,所以m=或-1-<m<-1+,且m≠0, 所以m的取值范围为:m=或m∈(-1-,0)∪(0,-1+).
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
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