已知函数 $f(x)=a\sin x-\dfrac12\cos 2x+a-\dfrac3a+\dfrac12$,$a\in\mathbb R$ 且 $a\ne0$.
【难度】
【出处】
2012年全国高中数学联赛(一试)
【标注】
  1. 若对任意 $x\in\mathbb R$,都有 $f(x)\leqslant0$,求 $a$ 的取值范围;
    标注
    答案
    $(0,1]$
    解析
    因为$$f(x)=\sin^2x+a\sin x+a-\dfrac3a,$$令 $t=\sin x(-1\leqslant t\leqslant 1)$,则$$g(t)=t^2+at+a-\dfrac3a.$$对任意 $x\in\mathbb R$,$f(x)\leqslant0$ 恒成立的充要条件是$$\begin{cases}g(-1)=1-\dfrac3a\leqslant0,\\g(1)=1+2a-\dfrac3a\leqslant0,\end{cases}$$解得 $a$ 的取值范围为 $(0,1]$.
  2. 若 $a\geqslant2$,且存在 $x\in\mathbb R$,使得 $f(x)\leqslant0$,求 $a$ 的取值范围.
    标注
    答案
    $[2,3]$
    解析
    因为 $a\geqslant2$,所以 $-\dfrac{a}{2}\leqslant-1$,因此$$g(t)_{\min}=g(-1)=1-\dfrac3a,$$故$$f(x)_{\min}=1-\dfrac3a,$$于是,存在 $x\in\mathbb R$,使得 $f(x)\leqslant0$ 的充要条件是$$1-\dfrac3a\leqslant0,$$解得 $0<a\leqslant3$.
    因此 $a$ 的取值范围是 $[2,3]$.
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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