函数 $y={\cos^3 x}+{\sin^2 x}-\cos x(x\in{\mathbb R})$ 的最大值是 \((\qquad)\)
A: $\dfrac 4{27}$
B: $\dfrac 8{27}$
C: $\dfrac {16}{27}$
D: $\dfrac {32}{27}$
【难度】
【出处】
2008年全国高中数学联赛辽宁省预赛
【标注】
  • 知识点
    >
    函数
    >
    函数的图象与性质
    >
    函数的最值和值域
  • 知识点
    >
    不等式
    >
    常用不等式
    >
    均值不等式
【答案】
D
【解析】
因为\[\begin{split}y&={\sin ^2x}-\cos x(1-{\cos^2 x})\\ &={\sin^2 x}(1-\cos x) \\ &=2{\sin^2 x}\cdot {\sin ^2\dfrac x2} \\&=8{\sin ^4\dfrac x2}{\cos ^2\dfrac x2} \\ &=4{\sin^2 \dfrac x2}\cdot {\sin ^2\dfrac x2}\cdot 2{\cos ^2\dfrac x2}\\ &\leqslant 4\left(\dfrac {{\sin^2 \dfrac x2}+{\sin^2 \dfrac x2}+2{\cos^2 \dfrac x2}}{3}\right)^3\\ &=\dfrac {32}{27}, \end{split}\]当且仅当 ${\sin^2 \dfrac x2}=2{\cos^2 \dfrac x2}$,即 $\tan \dfrac x2=\pm \sqrt 2$ 时,$y$ 取得最大值 $\dfrac {32}{27}$.
题目 答案 解析 备注
0.108189s