每日一题[743]你中有我

αR,若{x||sinx|α+|cosx|α=1}{xsin4x+cos4x=1},则α的取值范围是________.


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分析与解 (,2)(2,+)

情形一 当α>2时,根据指数函数的性质,有|sinx|α|sinx|2,|cosx|α|cosx|2,等号当且仅当|sinx|,|cosx|{0,1}时取得.此时有{x||sinx|α+|cosx|α=1}={xsin4x+cos4x=1}={xx=kπ2,kZ}.
情形二 当α=2时,显然有
{x||sinx|α+|cosx|α=1}=R.
情形三 当0<α<2时,根据指数函数的性质,有|sinx|α|sinx|2,|cosx|α|cosx|2,等号当且仅当|sinx|,|cosx|{0,1}时取得.此时有{x||sinx|α+|cosx|α=1}={xsin4x+cos4x=1}={xx=kπ2,kZ}.
情形四 当α0时,显然有
{x||sinx|α+|cosx|α=1}=.
综上所述,α的取值范围是(,2)(2,+)


练习 已知正整数n3,且sinnθ+cosnθ=1,则sinθ+cosθ=________.

答案 {±1,2n,1,2

提示 由于\sin^n\theta\leqslant \sin^2\theta,\cos^n\theta\leqslant \cos^2\theta,于是\sin^n\theta+\cos^n\theta\leqslant 1.考虑到当|x|\leqslant 1n\geqslant 3时,x^n\leqslant x^2的取等条件是x=\begin{cases} -1,1,0,& 2\mid n,\\ 1,0,&2 \nmid n,\end{cases} \sin^2\theta+\cos^2\theta=1,于是\sin\theta+\cos\theta=\begin{cases} \pm 1,& 2\mid n,\\ 1,& 2 \nmid n.\end{cases}

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