(10分)已知函数 $f(x)=\dfrac{\sqrt 3}{2}\sin 2x-\cos^{2}x-\dfrac{1}{2},x\in\mathbb R$.
【难度】
【出处】
2013年全国高中数学联赛黑龙江省预赛
【标注】
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    三角
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    三角恒等变换
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    三角
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    解三角形
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    正弦定理
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    三角
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    解三角形
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    余弦定理
  1. 当 $x\in\left[-\dfrac{\pi}{12},\dfrac{5\pi}{12}\right]$ 时,求函数 $f(x)$ 的最小值和最大值;
    标注
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      三角
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      三角恒等变换
    答案
    $f(x)$ 的最小值是 $-1-\dfrac{\sqrt 3}{2}$,最大值是 $0$
    解析
    \[\begin{split}f(x)&=\dfrac{\sqrt 3}{2}\sin 2x-\dfrac{1+\cos 2x}{2}-\dfrac{1}{2}\\&=\dfrac{\sqrt 3}{2}\sin 2x-\dfrac{1}{2}\cos 2x-1\\&=\sin \left(2x-\dfrac{\pi}{6}\right)-1.\end{split}\]因为 $-\dfrac{\pi}{12}\leqslant x\leqslant \dfrac{5\pi}{12}$,所以 $-\dfrac{\pi}{2}\leqslant 2x-\dfrac{\pi}{3}\leqslant \dfrac{\pi}{2}$.
    所以 $-1\leqslant \sin (2x-\dfrac{\pi}{6})\leqslant 1$,从而\[-1-1\leqslant \sin \left(2x-\dfrac{\pi}{6}\right)-1\leqslant 0.\]则 $f(x)$ 的最小值是 $-2$,最大值是 $0$.
  2. 设 $\triangle ABC$ 的内角 $A,B,C$ 的对应边分别为 $a,b,c$,且 $c=\sqrt 3$,$f(c)=0$,若向量 $\overrightarrow{m}=(1,\sin A)$ 与向量 $\overrightarrow {n}=(2,\sin B)$ 共线,求 $a,b$ 的值.
    标注
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      余弦定理
    答案
    略,证明 $f(C)=\sin\left(2C-\dfrac{\pi}{6}\right)-1=0$,则\[\sin \left(2C-\dfrac{\pi}{6}\right)=1.\]因为 $0<C<\pi$,所以 $-\dfrac{\pi}{6}<2C-\dfrac{\pi}{6}<\dfrac{11\pi}{6}$,所以 $2C-\dfrac{\pi}{6}=\dfrac{\pi}{2}$,解得 $C=\dfrac{\pi}{3}$.
    因为向量 $\overrightarrow{m}=(1,\sin A)$ 与向量 $\overrightarrow{n}=(2,\sin B)$ 共线,所以 $\sin B=2\sin A$,由正弦定理得,\[b=2a\cdots\cdots\text{ ① }\]由余弦定理得,$c^{2}=a^{2}+b^{2}-2ab\cos\dfrac{\pi}{3}$,即\[a^{2}+b^{2}-ab=3\cdots\cdots\text{ ② }\]由 ①② 解得 $a=1$,$b=2$
    解析
题目 问题1 答案1 解析1 备注1 问题2 答案2 解析2 备注2
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