已知f(x)=x-xcosx-ax³若对于所有x∈[0,π/2] f(x)≤0恒成立

2个回答

  • 利用分离变量法,

    当x=0时,f(x)=0,显然有f(x)≤0,

    当x>0时,f(x)=x-xcosx-ax³≤0等价于a≥(1-cosx)/x²,

    令g(x)=(1-cosx)/x²,则g'(x)=(xsinx+2cosx-2)/x³,

    再令h(x)=xsinx+2cosx-2,则h'(x)=xcosx-sinx,

    注意到当x∈(0,π/2]时,有sinx/cosx=tanx>x,

    所以h'(x)=xcosx-sinx<0,从而h(x)<h(0)=0,

    从而g'(x)<0,即g(x)是单调递减函数,

    另一方面,cosx=1-2sin²(x/2)>1-x²/2,

    求导可证cosx<1-x²/2+x^4/24,

    从而1/2-x²/24<(1-cosx)/x²<1/2,

    则当x→0+时,(1-cosx)/x²→1/2,

    故(1-cosx)/x²<1/2对x∈(0,π/2]恒成立,

    要使f(x)≤0在x∈[0,π/2]上恒成立,

    必有a的取值范围为[1/2,+∞).