Question

把函數(shù)f(x)=sin²x-2sinxcosx+3cos²x的圖象沿x軸向左平移m(m＞0)個(gè)單位，所得函數(shù)的圖象關(guān)于直線x=π對(duì)稱.

(1)求m的最小值；

(2)證明當(dāng)x∈(-π,-π)時(shí)，經(jīng)過(guò)函數(shù)f(x)圖象上任意兩點(diǎn)的直線的斜率恒為負(fù)數(shù)；

(3)設(shè)x₁,x₂∈(0,π),x₁≠x₂,且f(x₁)=f(x₂)=1,求x₁+x₂的值.

Answer 1

分析：(1)f(x)的圖象平移后關(guān)于直線x=π對(duì)稱，則x=π使平移后的函數(shù)式取最值；(2)只需計(jì)算圖象上任兩點(diǎn)斜率的范圍；(3)可求出x₁,x₂的值即可.

解：(1)f(x)=sin²x-2sinxcosx+3cos²x=-sin2x+3·

=cos2x-sin2x+2=cos(2x+)+2.

    將f(x)的圖象沿x軸向左平移m個(gè)單位得到函數(shù)g(x)=cos［2(x+m)+］+2的圖象.

∵g(x)的圖象關(guān)于直線x=π對(duì)稱，∴2(π+m)+=kπ(k∈Z)即m=(k∈Z),又m＞0，∴m的最小值為(k=5時(shí)取得).

(2)∵-π＜x＜-π,∴-4π＜2x+＜-π,∴f(x)在(-π,-π)上是減函數(shù).于是x₁,x₂∈(-π，-π)，且x₁＜x₂,便有f(x₁)＞f(x₂)從而經(jīng)過(guò)兩點(diǎn)(x₁,f(x₁),(x₂,f(x₂))的斜率k=＜0.

(3)f(x)=1cos(2x+)=-,在(0，π)內(nèi)滿足cos(2x+)=-的值為和.∵f(x₁)=f(x₂)=1.且x₁,x₂∈(0,π).x₁≠x₂,∴x₁+x₂=+=π

另法：由2x+=kπ(k∈Z)得x=-

∴在(0，π)內(nèi)的對(duì)稱軸為x=π和x=π

    又f(x₁)=f(x₂)=1,且x₁,x₂∈(0,π).x₁≠x₂,x∈(π,π)時(shí)f(x)≠1.

∴x₁+x₂＝2×π=π.