Question

已知f（x）、g（x）都是定義在R上的函數，若存在實數m、n使得h（x）=m•f（x）+n•g（x），則稱h（x）為f（x）、g（x）在R上生成的函數．若f（x）=2cos²x-1，g（x）=sinx．
（1）判斷函數y=cosx是否為f（x）、g（x）在R上生成的函數，并說明理由；
（2）記l（x）為f（x）、g（x）在R上生成的一個函數，若，且l（x）的最大值為4，求l（x）．

Answer 1

【答案】分析：（1）假設函數y=cosx是f（x）、g（x）在R上生成的函數，則存在實數m、n使得cosx=m（2cos²x-1）+nsinx，令x=0，得1=m+0①，令x=π，得-1=m②由①②進行推導即可判定
（2）由題意可設l（x）=a（2cos²x-1）+bsinx（a，b∈R），則由，可得a+b=4，即l（x）=-2asin²x+（4-a）sinx+a，設t=sinx，則函數l（x）可化為：y=-2at²+（4-a）t+a，t∈[-1，1]，結合函數的性質求解函數的最大值即可
解答：解：（1）函數y=cosx不是f（x）、g（x）在R上生成的函數．
理由：假設函數y=cosx是f（x）、g（x）在R上生成的函數，
則存在實數m、n使得cosx=m（2cos²x-1）+nsinx
令x=0，得1=m+0①
令x=π，得-1=m②
由①②矛盾知：函數y=cosx不是f（x）、g（x）在R上生成的函數
（2）設l（x）=a（2cos²x-1）+bsinx（a，b∈R）
則，∴a+b=4，∴l（x）=-2asin²x+（4-a）sinx+a
設t=sinx，則函數l（x）可化為：y=-2at²+（4-a）t+a，t∈[-1，1]
當a=0時，函數化為：y=4t，t∈[-1，1]
∵當t=1時，y_max=4∴l（x）=4sinx，符合題意
當a＞0時，函數化為：
當時，即時
∵當t=1時，y_max=4-2a
∴由4-2a=4得a=0，不符合a＞0舍去
當時，即或（舍去）時
∵當時，
∴由，得a=4或（舍去）
∴b=0∴l（x）=4（2cos²x-1），符合題意
當時，即時，不符合a＞0舍去
當a＜0時，函數的對稱軸
∵當t=1時，y_max=4-2a
∴由y_max=4-2a=4得a=0，不符合a＜0舍去
綜上所述，l（x）=4sinx或l（x）=4（2cos²x-1）
點評：本題以新定義為載體，主要考查了函數性質的綜合應用，解題的關鍵是靈活利用函數的性質及邏輯推理的能力．