图示为曲线 y=a+6cos⁡bxy = a + 6\cos bx(对于 0≤x≤2π30 \le x \le \frac{2\pi}{3}),其中 aa 和 bb 为正常数。该曲线与 x 轴相交于点 (2π3,0)\left(\frac{2\pi}{3},0\right)。曲线的最大值点为 (0,9)(0,9),最小值点为 MM。

  1. (a)

    求 aa 和 bb 的值。

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完整解法

9(a)

1. Use the maximum point $(0, 9)$ to find $a$.

Substitute x=0x = 0 and y=9y = 9 into y=a+6cos⁡bxy = a + 6\cos bx:
9=a+6cos⁡(0)9 = a + 6\cos(0)
9=a+6(1)9 = a + 6(1)
a=3a = 3

2. Use the x-intercept to form an equation for $b$.

Substitute x=2π3x = \frac{2\pi}{3} and y=0y = 0 into y=3+6cos⁡bxy = 3 + 6\cos bx:
0=3+6cos⁡(b⋅2π3)0 = 3 + 6\cos\left(b \cdot \frac{2\pi}{3}\right)
6cos⁡(2πb3)=−36\cos\left(\frac{2\pi b}{3}\right) = -3
cos⁡(2πb3)=−0.5\cos\left(\frac{2\pi b}{3}\right) = -0.5

3. Solve for $b$ using the condition that the minimum point $M$ lies between $x=0$ and $x=\frac{2\pi}{3}$.

The basic angle is cos⁡−1(0.5)=π3\cos^{-1}(0.5) = \frac{\pi}{3}.
The solutions for 2πb3\frac{2\pi b}{3} are in the second and third quadrants:
2πb3=π−π3,π+π3,…\frac{2\pi b}{3} = \pi - \frac{\pi}{3}, \pi + \frac{\pi}{3}, \dots
2πb3=2π3,4π3,…\frac{2\pi b}{3} = \frac{2\pi}{3}, \frac{4\pi}{3}, \dots
If 2πb3=2π3\frac{2\pi b}{3} = \frac{2\pi}{3}, then b=1b = 1. The curve would be y=3+6cos⁡xy = 3 + 6\cos x, which has its minimum at x=πx = \pi. This is outside the interval 0≤x≤2π30 \le x \le \frac{2\pi}{3}.
If 2πb3=4π3\frac{2\pi b}{3} = \frac{4\pi}{3}, then b=2b = 2. The curve is y=3+6cos⁡2xy = 3 + 6\cos 2x, which has its minimum when 2x=π  ⟹  x=π22x = \pi \implies x = \frac{\pi}{2}. Since 0<π2<2π30 < \frac{\pi}{2} < \frac{2\pi}{3}, this satisfies the condition that MM is between 00 and 2π3\frac{2\pi}{3}.
Therefore, b=2b = 2.

答案

a=3a = 3, b=2b = 2

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