已知向量a,b满足|a|=|b|=1,且|ka+b|=3|a−kb|(k>0),令f(k)=a•b,

已知向量
a
b
满足|
a
|=|
b
|=1,且|k
a
+
b
|=
3
|
a
−k
b
|(k>0),令f(k)=
a
b

(1)求f(k)=
a
b
(用k表示);
(2)当k>0时,f(k)≥x2−2tx−
1
2
对任意的t∈[-1,1]恒成立,求实数x取值范围.
李春玲 1年前 已收到1个回答 举报

菊丸小喵001 幼苗

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解题思路:(Ⅰ)利用条件把已知的等式两边平方展开整理易得函数f(k)的解析式.
(Ⅱ)由基本不等式求的函数f(k)的最小值等于[1/2],问题等价于[1/2≥x2−2tx−
1
2] 在[-1,1]上恒成立,故即g(t)=2xt-x2+1≥0在[-1,1]上恒成立,而g(t)在[-1,1]上为单调函数或常函数,所以
g(1)=2x−x2+1≥0
g(−1)=−2x−x2+1≥0
,由此求得实数x的取值范围.

(Ⅰ)由题设得|

a|2=|

b|2=1,对|k

a+

b|=
3|

a−k

b|,
两边平方得k2

a2+2k

a•

b+

b2=3(

a2−2k

a•

b+k2

b2). …(2分)
展开整理易得f(k)=

a•

b=
k2+1
4k(k>0).…(4分)
(Ⅱ)∵f(k)=
k2+1
4k=
k
4+
1
4k≥
1
2,当且仅当k=1时取得等号.…(6分)
欲使f(k)≥x2−2tx−
1
2对任意的t∈[-1,1]恒成立,等价于
1
2≥x2−2tx−
1
2…(7分)
即g(t)=2xt-x2+1≥0在[-1,1]上恒成立.
而g(t)在[-1,1]上为单调函数或常函数,
所以

g(1)=2x−x2+1≥0
g(−1)=−2x−x2+1≥0,…(11分)
解得1−
2≤x≤
2−1,…(13分)
故实数x的取值范围为[1−
2,
2−1]. …(14分)

点评:
本题考点: 平面向量数量积的运算;函数恒成立问题.

考点点评: 本题主要考查两个向量的数量积的运算,以及函数的恒成立问题,求出函数f(k)的解析式,是解题的突破口,属于中档题.

1年前

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