方程cosx-2/π=0在(0,π/2)上的根为m,函数f(x)=sinx-2x/π求证:(1)当0

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/04/28 08:15:10

方程cosx-2/π=0在(0,π/2)上的根为m,函数f(x)=sinx-2x/π求证:(1)当0
方程cosx-2/π=0在(0,π/2)上的根为m,函数f(x)=sinx-2x/π
求证:(1)当0

方程cosx-2/π=0在(0,π/2)上的根为m,函数f(x)=sinx-2x/π求证:(1)当0
(1) 对f(x)求导得f'(x)=cos x-2/π,由于f'(0)>0,f'(π/2)

1. f'(x)= cosx -2/π =0
x=m,易知为极大值点
f(0)=0,f(π/2)=0
∴f(x)>0
sinx > 2x/π

如图所示,f(x)=sinx-2x/π,f'(x)=cosx-2/π

(1)当0<x<π/2时,f'(x)单调递减。因为f'(x)=0有根x=m,且f‘(0)=1-2/π>0,f’(π/2)=-2/π<0,所以f(x)在x=m取到极大值。

f(0)=f(π/2)=0,故f(x)=sinx-2x/π在0<x<π/2时恒成立f(x)>0,即sinx>2x/π

(2)f'(x)=cosx-2/π是一个周期函数,周期是2π。当f(x)取得极值时,cosx=2/π。

当x∈(0,π/2)时在x=m取到极大值,因为f(x)在(-π/2,π/2)上是奇函数,所以在x=-m时取得极小值。

再由周期性,当x=2π-m时也取得极小值。

f(m)=sinm-2m/π,f(-m)=2m/π-sinm,f(2π-m)=sin(2π-m)-2(2π-m)/π=2m/π-sinm-4

综合上述,函数在[-π,2π]上的极大值为sinm-2m/π;极小值有2m/π-sinm、2m/π-sinm-4。

(3)令g(x)=f(x)-a=sinx-2x/π-a   x∈[-3π,π]

g'(x)=f'(x)=cosx-2/π,故g(x)的周期性、单调性、奇偶性和f(x)完全一样。

因为每个周期,函数都是先取极小值,再取极大值,所以当g(x)=0取得3个实根时,必然a处于极小值和极大值之间。

那么易得当x∈[-π,π]时,a的取值范围是(2m/π-sinm,sinm-2m/π)。

根据(2)问可知,每个周期对应点纵坐标只差为4!!!!

所以,当x∈[-3π,-π]时,a的取值范围是(2m/π-sinm+4,sinm-2m/π+4)。

综合上述,a的取值范围是(2m/π-sinm,sinm-2m/π)∪(2m/π-sinm+4,sinm-2m/π+4)。