Question

已知向量

m

=(1，1)，向量

n

與向量

m

夾角為

3

4

π，且

m

•

n

=-1．
（1）若向量

n

與向量

q

=（1，0）的夾角為

π

2

，向量

p

=(cosA，2cos2

C

2

)，其中A，C為△ABC的內(nèi)角，且A，B，C依次成等差數(shù)列，試求|

n

+

p

|的取值范圍．
（2）若A、B、C為△ABC的內(nèi)角，且A，B，C依次成等差數(shù)列，A≤B≤C，設(shè)f（A）=sin2A-2（sinA+cosA）+a²，f（A）的最大值為5-2

2

，關(guān)于x的方程sin(ax+

π

3

)=

m

2

(a＞0)在[0，

π

2

]上有相異實(shí)根，求m的取值范圍．

Answer 1

（1）令

n

=（x，y），則有cos

3

4

π=

m • n

|m |•| n|

=-

2

2

由

m

•

n

=-1得|

m

|•|

n

|=

2

，又向量

m

=(1，1)，故其模為

2

，
則向量

n

人模為1．則有x²+y²=1
（1）向量

n

與向量

q

=（1，0）的夾角為

π

2

，故有

n

•

q

=0，即x=0，故y=±1
又

m

•

n

=-1故y=-1，則

n

=（0，-1），
 向量

p

=(cosA，2cos2

C

2

)，即

p

=(cosA，1+cosC)
又A，C為△ABC的內(nèi)角，且A，B，C依次成等差數(shù)列 故B=

π

3

|

n

+

p

|²=cos²A+cos²C=cos²A+cos²（

2π

3

-A）=1+

1

2

cos（2A+

π

3

）
由A∈（0，

2π

3

），得2A+

π

3

∈（

π

3

，

5π

3

）得cos（2A+

π

3

）∈[-1，

1

2

）
|

n

+

p

|²∈[

1

2

，

5

4

）故|

n

+

p

|∈[

2

2

，

5

2

）
（2∵A、B、C為△ABC的內(nèi)角，且A，B，C依次成等差數(shù)列，A≤B≤C，∴B=

π

3

∴f（A）=sin2A-2（sinA+cosA）+a²=2sinAcosA-2（sinA+cosA）+a² 
令t=sinA+cosA=

2

sin（A+

π

4

），則2sinAcosA=t²-1
由于A∈（0，

π

3

]，A+

π

4

∈（

π

4

，

7π

12

]，故t=

2

sin（A+

π

4

）∈（1，

2

]
故有f（A）=t²-1-2t+a²=t²-2t+a²-1，t∈（1，

2

]
當(dāng)t=

2

時(shí)取到最大值為1-2

2

+a²
又f（A）的最大值為5-2

2

，故1-2

2

+a²=5-2

2

故a²=4，又a＞0，故a=2
又關(guān)于的方程sin(ax+

π

3

)=

m

2

(a＞0)在[0，

π

2

]上有相異實(shí)根
即方程sin(2x+

π

3

)=

m

2

在[0，

π

2

]上有相異實(shí)根
因?yàn)閤∈[0，

π

2

]，故y=sin(2x+

π

3

)在（0，

π

12

）上是增函數(shù)，在（

π

12

，

π

2

）上是減函數(shù)
方程sin(2x+

π

3

)=

m

2

在[0，

π

2

]上有相異實(shí)根
故

m

2

∈[

3

2

，1），
故m∈[

3

，2）．