设函数 $f(x)=\sqrt{3}\sin\dfrac{\pi x}{m}$.若存在 $f(x)$ 的极值点 $x_0$ 满足 $x_0^2+f^2(x_0)<m^2$,则 $m$ 的取值范围是
【难度】
【出处】
【标注】
  • 方法
    >
    思考方式
    >
    必要条件探路
  • 知识点
    >
    微积分初步
    >
    利用导数研究函数的性质
    >
    利用导数研究函数的极值
【答案】
$(-\infty,-2)\cup(2,+\infty)$
【解析】
正弦型函数的极值点即最值点,有$$\frac{\pi x}{m}=k\pi+\frac{\pi}{2},k\in\mathbb{Z},$$解得$$x=m\left(k+\frac 12\right),k\in \mathbb{Z},$$且此时有 $f^2(x_0)=3$,于是题目转化为\[\exists k\in\mathbb{Z},m^2\left[1-\left(k+\frac 12\right)^2\right]>3.\]我们发现,这个不等式成立的一个必要条件是\[1-\left(k+\frac 12\right)^2>0,\]从而将 $k$ 的范围缩小到$$k\in\left\{0,-1\right\},$$这两个 $k$ 值都对应着 $m^2>4$,故 $m\in (-\infty,-2)\cup(2,+\infty)$.
题目 答案 解析 备注
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