(2012•莆田模拟)已知函数f(x)=asinx-x+b(a>0,b>0).

(2012•莆田模拟)已知函数f(x)=asinx-x+b(a>0,b>0).
(1)求证:函数f(x)在区间[0,a+b]内至少有一个零点;
(2)若函数f(x)在x=
π
3
处取得极值.
(i)不等式f(x)>sinx+cosx对任意x∈[0,
π
2
]
恒成立,求b的取值范围;
(ii)设△ABC的三个顶点A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3)在函数f(x)的图象上,且
π
3
x1x2x3
π
3
,求证:f(sin2A+sin2C)<f(sin2B).
cy9682974 1年前 已收到1个回答 举报

稷下书生 花朵

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解题思路:(1)利用f(0)=b>0,f(a+b)=asin(a+b)-a-b+b=a[sin(a+b)-1]≤0,可得函数f(x)在(0,a+b]内至少有一个零点;
(2)根据函数f(x)在x=
π
3
处取得极值,可得a=2
(i)不等式f(x)>sinx+cosx等价于b>cosx-sinx+x对于任意x∈[0,
π
2
]
恒成立,构造函数g(x)=cosx-sinx+x,求函数的最大值,即可求b的取值范围;
(ii)确定函数f(x)在(
π
3
π
3
)上是单调递增函数,从而可得y1<y2<y3,利用向量的夹角公式、余弦定理、正弦定理可得sin2A+sin2C<sin2B,再利用函数f(x)在(
π
3
π
3
)上是单调递增函数,即可证得结论.

(1)证明:∵函数f(x)=asinx-x+b,a、b均为正的常数
∴f(0)=b>0,f(a+b)=asin(a+b)-a-b+b=a[sin(a+b)-1]≤0
∴函数f(x)在(0,a+b]内至少有一个零点;
(2)f′(x)=acosx-1,
∵函数f(x)在x=
π
3处取得极值,∴f′([π/3])=0
∴acos[π/3]-1=0,∴a=2
(i)不等式f(x)>sinx+cosx等价于b>cosx-sinx+x对于任意x∈[0,
π
2]恒成立
设g(x)=cosx-sinx+x,∴g′(x)=-sinx-cosx+1=-
2sin(x+[π/4])+1
∵x∈[0,
π
2],∴x+
π
4∈[
π
4,

4],∴sin(x+[π/4])∈[

2
2,1]

2sin(x+[π/4])∈[1,
2]
∴g′(x)≤0
∴g(x)=cosx-sinx+x在[0,[π/2]]上是单调减函数,且最大值为g(0)=1
∴b>1;
(ii)证明:当x∈(−
π
3,
π
3)时,cosx>

点评:
本题考点: 函数恒成立问题;函数的零点;正弦定理;余弦定理.

考点点评: 本题考查函数的零点,考查导数知识的运用,考查函数的单调性,考查学生分析解决问题的能力,属于中档题.

1年前

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