每日一题[97] 先猜后证

(2009年北大自主招生)已知\(\forall x\in\mathcal R,a\cos x+b\cos{2x}\geqslant -1\),求\(a+b\)的最大值与最小值.


cover令\(\cos{2x}=\cos x\),解得\[\cos x=1\lor \cos x=-\dfrac 12,\]对应有\[\begin{cases}a+b\geqslant -1,\\-\dfrac 12\left(a+b\right)\geqslant -1.\end{cases}\]从而可得\[-1\leqslant a+b\leqslant 2.\]

又利用判别式可构造出当\((a,b)=\left(-\dfrac 23,-\dfrac 13\right)\)时,\(a+b=-1\);

当\((a,b)=\left(\dfrac 43,\dfrac 23\right)\)时,\(a+b=2\);

因此\(a+b\)的最大值与最小值分别为\(2\)与\(-1\).

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