(本小题满分13分)
设函数。
(Ⅰ)讨论函数在内的单调性并判断有无极值,有极值时求出极值;
(Ⅱ)记,求函数在上的最大值;
(Ⅲ)在(Ⅱ)中,取,求满足条件时的最大值。
(Ⅰ),令,则。因为,所以。当时,,单调递减;当时,,单调递增;当时,令,可得,此时有极小值,极小值为。
(Ⅱ)时,,当时,取,等号成立,当时,取,等号成立。由此可知,在上的最大值为。
(Ⅲ)即为,此时,,从而。取,,则,并且。由此可知满足条件的最大值为。
本题主要考查三角函数的性质和导数的应用。
(1)构造函数,利用导数研究在上单调性,从而求出极值。
(2)利用绝对值不等式。
(3)利用线性规划的方法,表示如下图所示的可行域,
即在可行域中找到一点,使得最大。