Question

5．已知向量$\overrightarrow{a}$=（cosωx，-cosωx），$\overrightarrow{b}$=（$\sqrt{3}$sinωx，cosωx），其中ω＜0為常數，函數f（x）=$\overrightarrow{a}$•$\overrightarrow{b}$，若函數f（x）的最小正周期為π．
（1）求ω的值；
（2）若當x∈[0，$\frac{π}{2}$]時，不等式|k+f（x）|＜4恒成立，求實數k的取值范圍．

Answer 1

分析 （1）利用二倍角公式與差角公式化簡f（x），根據周期公式得出ω；
（2）求出f（x）的最值，得出4-f（x）和-4-f（x）的最值，從而得出k的范圍．

解答 解：（1）f（x）=$\sqrt{3}$sinωxcosωx-cos²ωx=$\frac{\sqrt{3}}{2}$sin 2ωx-$\frac{1+cos2ωx}{2}$=sin（2ωx-$\frac{π}{6}$）-$\frac{1}{2}$．
因為f（x）的最小正周期為π，則$\frac{2π}{|2ω|}$=π，即|ω|=1．
又ω＜0，所以ω=-1．
（2）由|k+f（x）|＜4得，-4＜k+f（x）＜4，即-4-f（x）＜k＜4-f（x）．
據題意，當x∈[0，$\frac{π}{2}$]時，[-4-f（x）]_max＜k＜[4-f（x）]_min
因為ω=-1，
則f（x）=sin（-2x-$\frac{π}{6}$）-$\frac{1}{2}$=-sin（2x+$\frac{π}{6}$）-$\frac{1}{2}$．
當x∈[0，$\frac{π}{2}$]時，2x+$\frac{π}{6}$∈[$\frac{π}{6}$，$\frac{7π}{6}$]，sin（2x+$\frac{π}{6}$）∈[-$\frac{1}{2}$，1]，
∴f（x）_max=0，f（x）_min=-$\frac{3}{2}$．
∴[-4-f（x）]_max=-4+$\frac{3}{2}$=-$\frac{5}{2}$，[4-f（x）]_min=4，
故k的取值范圍是（-$\frac{5}{2}$，4）．

點評 本題考查了三角恒等變換，正弦函數的圖象與性質，屬于中檔題．