若函数f(x)=(a−1)2−2sin2x−2acosx(0≤x≤π2)的最小值是-2,求实数a的值,并求出此时f(x)的最大值.

问题描述:

若函数f(x)=(a−1)2−2sin2x−2acosx(0≤x≤

π
2
)的最小值是-2,求实数a的值,并求出此时f(x)的最大值.

函数f(x)=(a-1)2-2sin2x-2acosx
=(a-1)2-2+cos2x-2acosx
=2cos2x-2acosx+a2-2a-1.令t=cosx,则t∈[0,1],
y=2(t−

a
2
)2+
a2
2
−2a−1,t∈[0,1]
①当
a
2
≤0
,即a≤0时,ymin=(a−1)2−2=−2,故a=1(舍)
②当0<
a
2
<1
,即0<a<2时,ymin
a2
2
−2a−1=−2

解得a=2±
2
,取a=2−
2
,此时ymax=-1
③当
a
2
≥1
,即a≥2时,ymina2−4a+1=−2
解得a=1(舍)或a=3,,此时ymax=2
综上,当a=2−
2
时ymax=-1;当a=3时ymax=2