问题
解答题
(理)已知函数f(x)=sinx+ln(1+x). (I)求证:
(II)如果对任何x≥0,都有f(x)≤ax,求a的取值范围. |
答案
(Ⅰ) 令g(x)=2x-f(x),G(x)=f(x)-x.
∵g′(x)=2-cosx-
,定义域为(0,+∞);1 x+1
∴g(x)在(0,+∞)递增,⇒g(
)>g(0)⇒2×1 n
-f(1 n
)>0⇒f(1 n
)<1 n
;2 n
G(x)在(0,1]递增⇒G(
)>G(0)⇒f(1 n
)-1 n
>0⇒f(1 n
)>1 n
.1 n
从而可得结论.
(Ⅱ) ①当a≥2时,对x≥0,由(Ⅰ) 的证明知f(x)≤2x≤ax.
②当a≤0时,f(
)=1+ln(1+π 2
)>0≥a•π 2
,不合题意.π 2
③当0<a<2时,今F(x)=f(x)-ax.
则F′(x)=cosx+
-a=(cosx-1 1+x
)+(a 2
-1 1+x
).a 2
取x0=min{arccos
,a 2
-1}.则x0>0.2 a
易知当x∈(0,x0)时,F'(x)>0,
∴F(x)递增⇒F(x)>F(0)=0,即f(x)>ax,不合题意.
综上知:a∈[2,+∞).