已知函数f(x)=cos2x+asinx.(1)当a=2时,求函数f(x)的值域;(2)若函数f(x)的最小值为-6,求实数a的值;(3)若a∈R,求函数f(x)的最大值.

问题描述:

已知函数f(x)=cos2x+asinx.
(1)当a=2时,求函数f(x)的值域;
(2)若函数f(x)的最小值为-6,求实数a的值;
(3)若a∈R,求函数f(x)的最大值.

(1)当a=2时,∵函数f(x)=cos2x+asinx=1-sin2x+2sinx+1=-(sinx-1)2+2,-1≤sinx≤1,
∴当sinx=1时,函数取得最大值为2,当sinx=-1时,函数取得最小值为-2,故函数的值域为[-2,2].
(2)若函数f(x)=-sin2x+asinx+1=-(sinx−

a
2
)2+
a2
4
+1 的最小值为-6,
当a≤0时,由函数的最小值为-(−1−
a
2
)
2
+
a2
4
+1=-6,求得 a=-6.
当a>0时,由函数的最小值为-(1−
a
2
)
2
+
a2
4
+1=-6,求得a=6.
综上可得,a=±6.
(3)由于f(x)=-(sinx−
a
2
)
2
+
a2
4
+1 的对称轴为x=
a
2

a
2
<-1,即a<-2时,函数f(x)的最大值为-(−1−
a
2
)
2
+
a2
4
+1=-a,
当-1≤
a
2
≤1,即-2≤a≤2时,函数f(x)的最大值为 
a2
4
+1,
a
2
>2时,即a>2时,-(1−
a
2
)
2
+
a2
4
+1=a.
答案解析:(1)当a=2时,根据函数f(x)=-(sinx-1)2+2,-1≤sinx≤1,利用二次函数的性质求得函数的值域.
(2)若函数f(x)=-(sinx−
a
2
)
2
+
a2
4
+1 的最小值为-6,分当a≤0和a>0两种情况,分别根据函数的最小值为-6,求得a的值,综合可得结论.
(3)由于f(x)=-(sinx−
a
2
)
2
+
a2
4
+1 的对称轴为x=
a
2
,再分对称轴在区间[-1,1]的左侧、中间、右侧三种情况,分别利用二次函数的性质求得函数的最大值.
考试点:三角函数的最值;三角函数中的恒等变换应用.
知识点:本题主要考查正弦函数的值域,二次函数的性质,体现了转化、分类讨论的数学思想,属于基础题.