(1)用导数证明:若x∈(0,[π/2]),则sinx<x<tanx.

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  • 解题思路:(1)设f(x)=x-sinx,g(x)=tanx-x,x∈(0,[π/2]),f′(x)=1-cosx>0,g′(x)=[1

    co

    s

    2

    x

    -1>0,由此利用导数性质能证明sinx<x<tanx,x∈(0,

    π/2]).

    (2)当x>0时,“[sinx/x]>a”等价于“sin x-ax>0”,“[sinx/x]<b”等价于“sin x-bx<0”.令g(x)=sin x-cx,则g′(x)=cos x-c.利用利用分类讨论思想和导数性质能求出a的最大值与b的最小值.

    (1)证明:设f(x)=x-sinx,g(x)=tanx-x,x∈(0,[π/2]),

    f′(x)=1-cosx>0,g′(x)=[1

    cos2x-1>0,

    由于f(x)和g(x)在(0,

    π/2])上都是单调递增函数,

    ∴f(x)>f(0)=0,g(x)>g(0)=0,

    ∴x-sinx>0,tanx-x>0=>x>sinx,tanx>x,

    ∴sinx<x<tanx,x∈(0,[π/2]).…6分

    (2)当x>0时,“[sinx/x]>a”等价于“sin x-ax>0”,

    “[sinx/x]<b”等价于“sin x-bx<0”.

    令g(x)=sin x-cx,则g′(x)=cos x-c.

    ①当c≤0时,g(x)>0对任意x∈(0,[π/2])恒成立.

    ②当c≥1时,因为对任意x∈(0,[π/2]),g′(x)=cos x-c<0,

    ∴g(x)在区间(0,[π/2])上单调递减,

    从而g(x)<g(0)=0对任意x∈(0,[π/2])恒成立.…8分

    ③当0<c<1时,存在唯一的x0∈(0,[π/2])使得g′(x0)=cos x0-c=0.

    g(x)与g′(x)在区间(0,[π/2])上的情况如下:

    x(0,x0)x0(x0,[π/2])

    g′(x)+0-

    g(x)递增递减∵g(x)在区间(0,x0)上是增函数,

    ∴g(x0)>g(0)=0.

    于是“g(x)>0对任意x∈(0,[π/2])恒成立”当且仅当g([π/2])=1-[π/2]c≥0,即0<c≤[2/π].…11分

    综上所述,当且仅当c≤[2/π]时,g(x)>0对任意x∈(0,[π/2])恒成立;

    当且仅当c≥1时,g(x)<0对任意x∈(0,[π/2])恒成立.

    ∴若a<[sinx/x]<b对任意x∈(0,[π/2])恒成立,

    则a的最大值为[2/π],b的最小值为1.…13分.

    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: 本题考查不等式的证明,考查实数的最大值和最小值的求法,解题时要认真审题,注意构造法、分类讨论思想和导数性质的合理运用.

    1年前

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