Question

【題目】已知函數(shù)f（x）=2sinx－xcosx－x，f′（x）為f（x）的導數(shù)．

（1）證明：f′（x）在區(qū)間（0，π）存在唯一零點；

（2）若x∈[0，π]時，f（x）≥ax，求a的取值范圍．

Answer 1

【答案】（1）見解析；

（2）.

【解析】

（1）求導得到導函數(shù)后，設(shè)為進行再次求導，可判斷出當時，，當時，，從而得到單調(diào)性，由零點存在定理可判斷出唯一零點所處的位置，證得結(jié)論；（2）構(gòu)造函數(shù)，通過二次求導可判斷出，；分別在，，和的情況下根據(jù)導函數(shù)的符號判斷單調(diào)性，從而確定恒成立時的取值范圍.

（1）

令，則

當時，令，解得：

當時，；當時，

在上單調(diào)遞增；在上單調(diào)遞減

又，，

即當時，，此時無零點，即無零點

，使得

又在上單調(diào)遞減 為，即在上的唯一零點

綜上所述：在區(qū)間存在唯一零點

（2）若時，，即恒成立

令

則，

由（1）可知，在上單調(diào)遞增；在上單調(diào)遞減

且，，

，

①當時，，即在上恒成立

在上單調(diào)遞增

，即，此時恒成立

②當時，，，

，使得

在上單調(diào)遞增，在上單調(diào)遞減

又，

在上恒成立，即恒成立

③當時，，

，使得

在上單調(diào)遞減，在上單調(diào)遞增

時，，可知不恒成立

④當時，

在上單調(diào)遞減

可知不恒成立

綜上所述：