设函数f(x)=sinx2+cosx.

2个回答

  • 解题思路:(1)先确定函数的定义域然后求导数fˊ(x),在函数的定义域内解不等式fˊ(x)>0和fˊ(x)<0,求出单调区间.

    (2)令g(x)=ax-f(x),根据导数研究单调性的方法,即转化成研究对任何x≥0,都有g(x)≥0恒成立,再利用分类讨论的方法求出a的范围.

    (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)

    点评:

    本题考点: 利用导数研究函数的单调性;函数恒成立问题.

    考点点评: 本小题主要考查函数的导数、单调性、不等式等基础知识,考查综合利用数学知识分析问题、解决问题的能力.