[题目]试问:a为何值时,函数 (x)=asin x+dfrac (1)(3)sin 3x-|||-在 =dfrac (pi )(3) 处取得极值?它是极大值还是极小值?并求-|||-此极值.

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查函数极值的判定方法,涉及导数的计算及极值存在的必要条件和充分条件。
解题核心思路:
- 极值的必要条件:函数在极值点处的一阶导数为零,因此需先求导并代入$x=\dfrac{\pi}{3}$,解出$a$的值。
- 极值的充分条件:通过二阶导数的符号判断极值类型。若二阶导数在该点处小于零,则为极大值;若大于零,则为极小值。
破题关键点:
- 正确计算一阶导数和二阶导数,注意复合函数求导时的链式法则。
- 代入$x=\dfrac{\pi}{3}$时,准确计算三角函数值,如$\cos\dfrac{\pi}{3} = \dfrac{1}{2}$,$\cos\pi = -1$,$\sin\dfrac{\pi}{3} = \dfrac{\sqrt{3}}{2}$等。
步骤1:求一阶导数并代入极值条件
函数$f(x) = a\sin x + \dfrac{1}{3}\sin 3x$,求导得:
$f'(x) = a\cos x + \cos 3x$
根据极值的必要条件,当$x = \dfrac{\pi}{3}$时,$f'(x) = 0$,代入得:
$f'\left(\dfrac{\pi}{3}\right) = a\cos\left(\dfrac{\pi}{3}\right) + \cos\left(3 \cdot \dfrac{\pi}{3}\right) = \dfrac{a}{2} + \cos\pi = \dfrac{a}{2} - 1 = 0$
解得:
$a = 2$
步骤2:求二阶导数判断极值类型
二阶导数为:
$f''(x) = -a\sin x - 3\sin 3x$
将$a = 2$和$x = \dfrac{\pi}{3}$代入:
$f''\left(\dfrac{\pi}{3}\right) = -2\sin\left(\dfrac{\pi}{3}\right) - 3\sin\pi = -2 \cdot \dfrac{\sqrt{3}}{2} - 0 = -\sqrt{3} < 0$
因此,$x = \dfrac{\pi}{3}$是极大值点。
步骤3:计算极大值
将$a = 2$和$x = \dfrac{\pi}{3}$代入原函数:
$f\left(\dfrac{\pi}{3}\right) = 2\sin\left(\dfrac{\pi}{3}\right) + \dfrac{1}{3}\sin\pi = 2 \cdot \dfrac{\sqrt{3}}{2} + 0 = \sqrt{3}$