若 $f\left(x\right)=1-2a-2a\cos x-2\sin^2x$ 的最小值为 $g\left(a\right)$.
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  1. 求 $g\left(a\right)$ 的表达式;
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    答案
    $g\left(a\right)= \begin{cases}1-4a,\quad\quad \quad\quad \quad a>2,\\-\dfrac{a^{2}}{2}-2a-1,\quad -2\leqslant a\leqslant 2,\\1,\quad\quad\quad \quad\quad \quad\quad a<-2.\end{cases} $
    解析
    根据题意有$$f\left(x\right)=2\left(\cos x-\dfrac{a}{2}\right)^2-\dfrac{a^{2}}{2}-2a-1,$$令$$t=\cos x,t\in \left[-1,1\right].$$当 $\dfrac{a}{2}<-1$,即 $a<-2$ 时,$f\left(x\right)$ 在 $\cos x=-1$ 时取得最小值,即$$g\left(a\right)=1;$$当 $-1\leqslant \dfrac{a}{2}\leqslant 1$,即 $-2\leqslant a\leqslant 2$ 时,$f\left(x\right)$ 在 $\cos x=\dfrac{a}{2}$ 时取得最小值,即$$g\left(a\right)=-\dfrac{a^{2}}{2}-2a-1;$$当 $\dfrac{a}{2}>1$,即 $a>2$ 时,$f\left(x\right)$ 在 $\cos x=1$ 时取得最小值,即$$g\left(a\right)=1-4a.$$综上所述,$g\left(a\right)= \begin{cases}1-4a,\quad\quad \quad\quad \quad a>2,\\-\dfrac{a^{2}}{2}-2a-1,\quad -2\leqslant a\leqslant 2,\\1,\quad\quad\quad \quad\quad \quad\quad a<-2.\end{cases} $
  2. 求能使 $g\left(a\right)=\dfrac{1}{2}$ 的 $a$ 值,并求出当 $a$ 取此值时,$f\left(x\right)$ 的最大值.
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    答案
    $a=-1$;$5$
    解析
    当 $g\left(a\right)=\dfrac{1}{2}$ 时,可得$$\left(1-4a=\dfrac{1}{2}\right)\lor\left( -\dfrac{a^{2}}{2}-2a-1=\dfrac{1}{2}\right),$$解得 $a=-3,-1,\dfrac 18$.经验证,$a=-1$.此时$$f\left(x\right)=2\left(\cos x+\dfrac{1}{2}\right)^2+\dfrac{1}{2}.$$因此,当 $\cos x=1$ 时,$f(x)$ 取得最大值为 $5$.
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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