(2013•泉州模拟)定义域为D的函数f(x),其导函数为f′(x).若对∀x∈D,均有f(x)<f′(x),则称函数f

(2013•泉州模拟)定义域为D的函数f(x),其导函数为f′(x).若对∀x∈D,均有f(x)<f′(x),则称函数f(x)为D上的梦想函数.
(Ⅰ)已知函数f(x)=sinx,试判断f(x)是否为其定义域上的梦想函数,并说明理由;
(Ⅱ)已知函数g(x)=ax+a-1(a∈R,x∈(0,π))为其定义域上的梦想函数,求a的取值范围;
(Ⅲ)已知函数h(x)=sinx+ax+a-1(a∈R,x∈[0,π])为其定义域上的梦想函数,求a的最大整数值.
70dec 1年前 已收到1个回答 举报

xionghx 幼苗

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解题思路:(Ⅰ)按照梦想函数的定义举反例即可;
(Ⅱ)求出g′(x)=a,由g(x)为(0,π)上为梦想函数,得ax+a-1<a在x∈(0,π)上恒成立,分离出参数a后转化为函数最值解决;
(Ⅲ)求出h'(x)=cosx+a,由题意得h'(x)>h(x)在x∈[0,π]恒成立,即ax<cosx-sinx+1在x∈[0,π]上恒成立.x=0时易判断成立;当0<x≤π时,可得a<
cosx−sinx+1
x
对任意x∈(0,π]恒成立.令F(x)=
cosx−sinx+1
x
,利用导数可求得F(x)的最小值及其范围,从而得到a的范围,进而得到答案;

(Ⅰ)函数f(x)=sinx不是其定义域上的梦想函数.
理由如下:f(x)=sinx的定义域D=R,f'(x)=cosx,
存在x=
π
3,使f(
π
3)>f′(
π
3),
故函数h(x)=sinx不是其定义域D=R上的梦想函数.
(Ⅱ)g(x)=ax+a-1,g'(x)=a,
若函数g(x)=ax+a-1在x∈(0,π)上为梦想函数,
则ax+a-1<a在x∈(0,π)上恒成立,即a<
1
x在x∈(0,π)上恒成立,
因为y=
1
x在x∈(0,π)内的值域为(
1
π,+∞),
所以a≤
1
π.
(Ⅲ)h'(x)=cosx+a,由题意h'(x)>h(x)在x∈[0,π]恒成立,
故cosx+a>sinx+ax+a-1,即ax<cosx-sinx+1在x∈[0,π]上恒成立.
①当x=0时,a•0<cos0-sin0+1=2显然成立;
②当0<x≤π时,由ax<cosx-sinx+1,可得a<
cosx−sinx+1
x对任意x∈(0,π]恒成立.
令F(x)=
cosx−sinx+1
x,则F′(x)=
(−sinx−cosx)•x−(cosx−sinx+1)
x2,
令k(x)=(-sinx-cosx)•x-(cosx-sinx+1),
则k′(x)=(sinx−cosx)•x=
2x•sin(x−
π
4).
当x∈(0,
π
4]时,因为k'(x)≤0,所以k(x)在(0,
π
4]单调递减;
当x∈(
π
4,π]时,因为k'(x)≥0,所以k(x)在(
π
4,π]单调递增.
∵k(0)=-2<0,k(
π
4)=−

2
4π−1<0,
∴当x∈(0,
π
4]时,k(x)的值均为负数.
∵k(
π
4)=−

点评:
本题考点: 导数的运算;全称命题.

考点点评: 本小题主要考查函数、导数等基础知识,考查推理论证能力、运算求解能力,考查化归与转化思想、分类与整合思想、函数与方程思想、数形结合思想等.

1年前

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