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设函数f(x)=sinx2+cosx.

来源:学生作业帮 编辑:搜搜做题作业网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/07/29 12:21:42
设函数f(x)=
sinx
2+cosx
设函数f(x)=sinx2+cosx.
(Ⅰ)f′(x)=
(2+cosx)cosx−sinx(−sinx)
(2+cosx)2=
2cosx+1
(2+cosx)2.(2分)
当2kπ−

3<x<2kπ+

3(k∈Z)时,cosx>−
1
2,即f'(x)>0;
当2kπ+

3<x<2kπ+

3(k∈Z)时,cosx<−
1
2,即f'(x)<0.
因此f(x)在每一个区间(2kπ−

3,2kπ+

3)(k∈Z)是增函数,f(x)在每一个区间(2kπ+

3,2kπ+

3)(k∈Z)是减函数.(6分)
(Ⅱ)令g(x)=ax-f(x),则g′(x)=a−
2cosx+1
(2+cosx)2=a−
2
2+cosx+
3
(2+cosx)2=3(
1
2+cosx−
1
3)2+a−
1
3.
故当a≥
1
3时,g'(x)≥0.
又g(0)=0,所以当x≥0时,g(x)≥g(0)=0,即f(x)≤ax.(9分)
当0<a<
1
3时,令h(x)=sinx-3ax,则h'(x)=cosx-3a.
故当x∈[0,arccos3a)时,h'(x)>0.
因此h(x)在[0,arccos3a)上单调增加.
故当x∈(0,arccos3a)时,h(x)>h(0)=0,
即sinx>3ax.
于是,当x∈(0,arccos3a)时,f(x)=
sinx
2+cosx>
sinx
3>ax.
当a≤0时,有f(
π
2)=
1
2>0≥a•
π
2.
因此,a的取值范围是[
1
3,+∞).(12分)