Question

已知f（x）=acos2x+2cosx-3
（Ⅰ） 當a=1時，求函數y=f（x）的值域；
（Ⅱ）若函數y=f（x）存在零點，求a的取值范圍．

Answer 1

解：由已知可得：f（x）=acos2x+2cosx-3=2acos²x+2cosx-（3+a）．
（Ⅰ）當a=1時，f（x）=2cos²x+2cosx-4=2（cosx+）²-
由-1≤cosx≤1，得函數y=f（x）的值域為[，0]
（Ⅱ）函數y=f（x）存在零點，即2at²+2t-（3+a）=0在[-1，1]上有解．
（1）a=0時，方程的解t=∉[-1，1]不滿足條件
（2）當a≠時，設g（t）=2t2+-（）
則①當g（-1）g（1）≤0時滿足條件，此時有1≤a≤5
②當g（-1）g（1）＞0時時，必有以下四式同時成立
即g（-1）＞0，g（1）＞0，△≥0，-1≤≤-1．
解得a＞5，或a≤
綜上可得，a的取值范圍為（-∞，）∪[1，+∞）
分析：（Ⅰ）利用二倍角公式，將化簡f（x）為一個角的一個三角函數的形式：f（x）=2acos²x+2cosx-（3+a）．再用換元法結合二次函數性質求解．
（Ⅱ）令cosx=t，問題轉化為y=2at²+2t-（3+a）=0在[-1，1]上有解．利用函數零點的定義，結合函數的圖象分類解決．要注意對a取值進行討論．
點評：本題考查三角函數公式、函數零點的求解、二次函數圖象與性質的應用，換元法，數形結合，分類討論的思想方法．