设定义在R上的函数f(x)是最小正周期为2π的偶函数,f′(x)是f(x)的导函数,当x∈[0,π]时,0<f(x)<1

设定义在R上的函数f(x)是最小正周期为2π的偶函数,f′(x)是f(x)的导函数,当x∈[0,π]时,0<f(x)<1;当x∈(0,π)且x≠[π/2]时,(x-[π/2])f′(x)<0,则函数y=f(x)-cosx在[-3π,3π]上的零点个数为(  )
A.4
B.5
C.6
D.7
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mspvind 幼苗

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解题思路:当x∈(0,π)且x≠
π
2]时,(x-[π/2])f′(x)<0,可得:当0<x<
π
2
时,函数f(x)单调递增;当
π
2
<x<π
时,函数f(x)单调递减.又当x∈[0,π]时,0<f(x)<1,可得出函数y=f(x)的图象.函数f(x)是偶函数,同理可得函数f(x)在[-π,0]上的图象.由于定义在R上的函数f(x)是最小正周期为2π的偶函数,可得函数f(x)在[π,3π]上的图象,再画出函数y=cosx在[0,3π]上的图象:可知函数y=f(x)-cosx在[0,3π]有且仅有3个交点,并且交点不在y轴.由函数f(x)与函数y=cosx都是偶函数,同理可得在[-3π,0)上有且仅有3个零点.

∵当x∈(0,π)且x≠[π/2]时,(x-[π/2])f′(x)<0,
∴当0<x<
π
2时,f′(x)>0,此时函数f(x)单调递增;当[π/2<x<π时,f′(x)<0,此时函数
f(x)单调递减.
又当x∈[0,π]时,0<f(x)<1,可得出函数y=f(x)的图象.
∵函数f(x)是偶函数,同理可得函数f(x)在
[-π,0]上的图象.
∵定义在R上的函数f(x)是最小正周期为2π的偶函数,
∴可得函数f(x)在[π,3π]上的图象,
再画出函数y=cosx在[0,3π]上的图象:可知函数y=f(x)-cosx在[0,3π]有且仅有3个交点,并且交点不在y轴.
由函数f(x)与函数y=cosx都是偶函数,同理可得在[-3π,0)上有且仅有3个零点.
综上可知:函数y=f(x)-cosx在[-3π,3π]上的零点个数为6.
故选:C.

点评:
本题考点: 利用导数研究函数的单调性;导数的运算.

考点点评: 本题考查了利用导数研究函数的单调性、余弦函数的图象与性质、函数的奇偶性与周期性,考查了函数的零点转化为两个函数图象的交点,考查了数形结合的能力,考查了推理能力,属于难题.

1年前

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