已知函数f(x)=x+sinx
(I)当x∈[0,π]时,求f(x)的值域;
(II)设g(x)=f′(x)-1,若g(x)≥1+ax2在[0,+∞)恒成立,求实数a的取值范围.
网友回答
解:(Ⅰ)∵f(x)=x+sinx
∴f′(x)=1+cosx≥0恒成立,
∴f(x)=x+sinx在x∈[0,π]上单调递增.
∴当x=0时,函数取最小值0,当x=π时,函数取最大值π
所以函数f(x)的值域为[0,π]….
(Ⅱ)由(I)得g(x)=f′(x)-1=cosx,
记h(x)=cosx-ax2-1,则h′(x)=-sinx-2ax.
当a≤-时,h′(x)≥0,所以h(x)在[0,+∞)上单调递增.
又h′(x)=0,故h′(x)≥0.从而h(x)在[0,+∞)上单调递增.
所以h(x)≥h(0)=0,即cosx≥1+ax2在[0,+∞)上恒成立….
当a>时,h′(x)=-1-2a<0
∴?x0>0,使x∈(0,x0)时,h′(x)<0.
所以h′(x)在(0,x0)上单调递减,从而h′(x)≤h′(0)=0,
故h(x)在(0,x0)上单调递减,h(x)<h(0)=0这与已知矛盾.?…
综上,故a的取值范围为a≤-.?….
解析分析:(I)求出函数的导函数的解析式,分析导函数的符号,进而确定函数在区间[0,π]上的单调性,分析出函数在区间[0,π]上的最值后,可得f(x)的值域;
(II)求出函数g(x)的解析式,构造函数h(x)=g(x)-ax2-1,对a进行分类讨论,确定函数h(x)在[0,+∞)上的单调性,最后综合讨论结果,可得