解:(Ⅰ)∵
=
=
=
.(2分) 根據(jù)題意,
,即T=π,所以
,即ω=1.(4分)
從而
,故
.(6分)
(Ⅱ)因為
,k>0,(8分)
則當(dāng)
時,
.(9分)
據(jù)題意,
,所以
,解得
.
故實數(shù)k的取值范圍是
.(12分)
(III)∵
,∴0<f(x)≤1,設(shè)f(x)=t,
問題轉(zhuǎn)化為探究是否存在實數(shù)m的值使方程3t
2-t+m=0在(0,1]內(nèi)僅有一根或兩個相等實根.(14分)
又∵
,(16分)
所以直線y=m與二次函數(shù)y=-3t
2+t,t∈(0,1]的圖象有唯一公共點,由圖象可知,
;(19分)
所以實數(shù)m的取值范圍為
.(20分)
分析:(Ⅰ)利用三角函數(shù)的恒等變換化簡函數(shù)f(x)的解析式為
,由此根據(jù)它的周期求出ω的值,即可求得
的值.
(Ⅱ)因為
,k>0,則當(dāng)
時,
,根據(jù)題意得
,故
,有此解得實數(shù)k的取值范圍.
(III)問題轉(zhuǎn)化為探究是否存在實數(shù)m的值使方程3t
2-t+m=0在(0,1]內(nèi)僅有一根或兩個相等實根,即直線y=m與二次函數(shù)y=-3t
2+t,t∈(0,1]的圖象有唯一公共點,由圖象可得實數(shù)m的取值范圍.
點評:本題主要考查三角函數(shù)的恒等變換,利用y=Asin(ωx+∅)的圖象特征性質(zhì)的應(yīng)用,二次函數(shù)的性質(zhì),體現(xiàn)了數(shù)形結(jié)合以及等價轉(zhuǎn)化的數(shù)學(xué)思想,屬于中檔題.