碎碎念:折腾了一个下午发现 MathJax 在 Hexo 上简直就是不能用,渲染到处出错,还不如改回 KaTeX,反正现在还是一个不支持加包也不支持 \newcommand
的状态,所以说 Hexo 不好用呢,以后长文章都会丢到 mkdocs 的那个博客上了。
令 f(x)=5cos(x)−cos(5x+t),求:
t∈Rmin{x∈Rmaxf(x)}
先求导,有:
f′(x)=5sin(5x+t)−5sin(x)=10(cos(26x+t)sin(24x+t))
令 f′(x)=0,x 的取值集合为:
{x:26x+t=2π+kπ}∪{x:24x+t=kπ}
所以极值点有 x=6(2k+1)π−t 或 x=42kπ−t。
先考虑当 x=6(2k+1)π−t 的情况,设:
g(k)=5cos(6(2k+1)π−t)−cos(6(10k+5)π−5t+t)=5cos(6(2k+1)π−t)−cos(6(10k+5)π+t)
其中 k∈Z,令 α=6(2k+1)π−t,β=6(10k+5)π+t,显然有 α+β=(2k+1)π,g(k)=5cos(α)−cos((2k+1)π−α)=6cos(α),显然只需考虑 k=0,1,2,3,4,5 的情形,因为 g(k)=g(kmod6),即:k=0max5g(k)=x∈Zmaxg(k)。
不难注意到,当 t=0 时,k=0,1,2,3,4,5 对应的 α 分别是 6π,63π,65π,67π,69π,611π,在平面直角坐标系上画出与 x 轴正半轴夹角为某个 α 的所有单位向量,有:

此时,有 maxg(k)=6cos6π=33。对于 t=0 的情况,这相当于将这 6 条向量同时顺时针旋转 6t,显然,无论如何,至少有一条向量与 x 轴正半轴夹角的绝对值 ≤6π,即对应 α 有 cosα≥33。
也即,无论 t 如何取,总有 k∈Zmax{f(6(2k+1)π−t)}≥33,等号取到当且仅当 t=2aπ,a∈Z。
再来讨论当 x=42kπ−t 时的情况:
h(k)=5cos(42kπ−t)−cos(410kπ−5t+t)=4cos(42kπ−t)
不难得到 h(k)≤4<33,显然,无论对于何种 t,f(x) 的最大值都不会在这种情况下产生。
综上,我们断言:无论对于何种 t,总有 f(x)≥33,等号成立当且仅当 t=2kπ,k∈Z。故答案即为 33。