设函数f(x)=.(1)判断f(x)在区间(0,π)上的增减性并证明之;(2)设0≤x≤π,且0≤a≤1,求证:(2a-1)sinx+(1-a)sin(1-a)x≥0

发布时间:2020-07-31 22:34:22

设函数f(x)=.
(1)判断f(x)在区间(0,π)上的增减性并证明之;
(2)设0≤x≤π,且0≤a≤1,求证:(2a-1)sinx+(1-a)sin(1-a)x≥0.

网友回答

解:(1)∵f(x)=,∴f'(x)=
设g(x)=xcosx-sinx,x∈(0,π).则g'(x)=-xsinx<0
∴g(x)在(0,π)上为减函数?
?又∵g(0)=0,∴当x∈(0,π)时,g(x)<0,
∴当x∈(0,π)时,f'(x)=<0,可得f(x)在区间(0,π)上是减函数????????????…(5分)
(2)显然,当a=0、1时,或x=0、π时,不等式成立
当0<a<1且0<x<π时,原不等式等价于:(1-a)sin(1-a)x≥(1-2a)sinx.
下面证明一个更强的不等式:(1-a)sin(1-a)x≥(1-2a+a2)sinx.…①
即sin(1-a)x≥(1-a)sinx.…②
亦即≥
由(1)知在(0,π)上为减函数?
?又∵(1-a)x≤x,∴≥,得不等式②成立,从而①成立
∵(1-2a+a2)sinx≥(1-2a)sinx.
∴(1-a)sin(1-a)x≥(1-2a)sinx.
综上所述,得0≤x≤π,且0≤a≤1时,原不等式成立????…(12分)
解析分析:(1)对函数f(x)求导数,得f'(x)=,再讨论分子对应函数的单调性,得f'(x)的分子最大值小于0,从而得到f'(x)<0在区间(0,π)上恒成立,所以f(x)是区间(0,π)上的减函数;(2)为了证明原不等式,利用(1)中的单调性,证明出不等式(1-a)sin(1-a)x≥(1-2a+a2)sinx区间(0,π)上恒成立.结合(1-2a+a2)sinx≥(1-2a)sinx得(1-a)sin(1-a)x≥(1-2a)sinx,移项整理即得原不等式成立.

点评:本题给出含三角函数的分式函数,求函数的单调性并证明不等式恒成立,着重考查了利用导数研究函数的单调性和不等式恒成立等知识,属于中档题.
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