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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