(2013•枣庄二模)设f(x)=ax+cosx(x∈R).

(2013•枣庄二模)设f(x)=ax+cosx(x∈R).
(1)若a=
1
2
,试求出函数f(x)的单调区间;
(2)若对任意x≥0,都有x+sin2x+cosx≤f(x)成立,求实数a的取值范围.
punkwood 1年前 已收到1个回答 举报

话梅 幼苗

共回答了19个问题采纳率:100% 举报

解题思路:(1)a=[1/2]时,f′(x)=
1
2
−sinx
,解不等式f′(x)>0,f′(x)<0即可得到函数的单调区间;
(2)问题转化为∀x≥0,(1-a)x+sin2x≤0,求实数a的取值范围.令g(x)=(1-a)x+sin2x,则g(x)≤0在[0,+∞)上恒成立,g(0)=0,当g(x)在[0,+∞)上单调递减满足题意,此时求出a≥3;当a<3时,分下列两种情况讨论:①当a<-1时,由导数可判断g(x)在[0,+∞)上递增,易知此时不合题意;②当-1≤a<3时,令g′(x)>0,借助三角函数图象可求g(x)的增区间,由此可判断此时不合题意;

(1)f′(x)=a-sinx,a=[1/2]时,f′(x)=[1/2−sinx,
f′(x)>0⇔sinx<
1
2]⇔2kπ-[7/6]π<x<2kπ+[7/6]π,k∈z,f′(x)<0⇔sinx>[1/2]⇔2kπ+[π/6]<x<2kπ+[5/6]π,k∈z,
所以,函数f(x)的增区间为(2kπ-[7/6]π,2kπ+[7/6]π),k∈z;减区间为(2kπ+[π/6],2kπ+[5/6]π),k∈z.
(2)x+sin2x+cosx≤f(x)⇔x+sin2x≤ax⇔(1-a)x+sin2x≤0,
所以,问题转化为∀x≥0,(1-a)x+sin2x≤0,求实数a的取值范围.
令g(x)=(1-a)x+sin2x,依题意,g(x)≤0在[0,+∞)上恒成立.
因为g(0)=0,要使g(x)≤0在[0,+∞)上恒成立,只要g(x)在[0,+∞)上单调递减即可,
这样,g′(x)=(1-a)+2cos2x≤0在[0,+∞)上恒成立即可,
于是,(1-a)≤-2cos2x在[0,+∞)上恒成立.
所以,1-a≤{-2cos2x}min(x∈[0,+∞))=-2,即a≥3.
可见a≥3符合题意.
当a<3时,分下列两种情况讨论:
①当a<-1时,g′(x)=(1-a)+2cos2x>1+1+2cos2x=2(1+cos2x)≥0,
因此,g(x)在[0,+∞)上为增函数,于是,当x>0时,g(x)>g(0)=0,
所以,a<-1不符合题意;
②当-1≤a<3时,令g′(x)=(1-a)+2cos2x>0,则有cos2x>[a−1/2],
而-1≤[a−1/2]<1,由函数y=cost在[0,π]上的图象知存在唯一的x0∈(0,π],使得cosx0=[a−1/2],
由右图,可知当2x∈(0,x0),即x∈(0,
x0
2)时,
有cos2x>[a−1/2],这时g′(x)>0对区间(0,
x0
2)内的任一x成立,
所以,函数g(x)在区间(0,
x0
2)上单调递增,
又g(0)=0,所以,当x∈(0,
x0
2)时,有g(x)>0,
可见,-1≤a<3不符合题意.
综上,满足题意的实数a的取值范围为a≥3.

点评:
本题考点: 利用导数求闭区间上函数的最值;利用导数研究函数的单调性.

考点点评: 本题考查利用导数研究函数的单调性、在闭区间上的最值、三角函数等知识,考查分类讨论思想、数形结合思想,考查学生综合运用所学知识分析解决问题的能力,难度较大.

1年前

10
可能相似的问题
Copyright © 2024 YULUCN.COM - 雨露学习互助 - 16 q. 0.015 s. - webmaster@yulucn.com