已知平面向量a=(,),b=().若存在不为零的实数m,使得c=a+2xb,d=-ya+(m-2

已知平面向量a=(,),b=().若存在不为零的实数m,使得c=a+2xbd=-ya+(m-2x2)b,且cd

    (Ⅰ)试求函数y=f(x)的表达式;

    (Ⅱ)若m∈0(0,+∞),当f(x)在区间[0,1]上的最大值为12时,求此时m的值.

答案

答案:

解:(Ⅰ)∵a·b==0,∴ab

c

d,∴c·d=0,又知a2=1,b2=1. 

c

·d=(a+2xb)·[-ya+(m-2x2)b]=-y·a2+2x(m-2x2b2-2xya·b+(m-2x2)a·b

=-y+2x(m-2x2)=0.

∴y=2mx-4x3,故f(x)=2mx-4x3

(Ⅱ)f(x)=2mx-4x3,则f′(x)=2m-12x2,其中m>0,

由f′(x)=2m-12x2=0,解得x=.

当0≤x<时,f′(x)>0,f(x)在[0,]上单调递增;

当x>时,f′(x)<0,f(x)在(,+∞)上单调递减. 

①若≥1,即m≥6,则f(x)在[0,1]上单调递增,此时f(x)在区间[0,1]上的最大值f(x)max=f(1)=2m-4=12,解得m=8满足条件.

②若<1,即0<m<6,则f(x)在[0,]上单调递增,在(,1)上单调递减,则f(x)在区间[0,1]上的最大值f(x)max=f()=2·m-4()3=12,解得m3=486,m=3>6,不满足0<m<6,舍去.

综上所述,存在常数m=8,使函数f(x)在区间[0,1]上的最大值为12.

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