23年高考全国新课标 II 卷 第22题(压轴题)

(1)证明:当 0<x<10<x<1 时,xx2<sinx<xx-x^2<\sin x<x

(2)已知函数 f(x)=cosaxln(1x2)f(x)=\cos ax-\ln(1-x^2),若 x=0x=0f(x)f(x) 的极大值点,求 aa 的取值范围。

第一问

先证明 sinx<xsinx \lt x

h1(x)=xsinxh_1(x) = x-sinx

h1(0)=0\colorbox{yellow}{\(h_1(0) = 0\)}

h1(x)=1cosxh_1'(x)= 1-cosx

0<x<10<x<1 时,h(x)>0    h1(x)>0h'(x) \gt 0 \implies h_1(x) \gt 0

sinx<x\therefore \colorbox{yellow}{\(sinx\lt x\)}

再证明 xx2<sinxx-x^2 \lt sinx

h2(x)=sinxx+x2h_2(x) = sinx - x + x^2

h2(0)=0\colorbox{yellow}{\(h_2(0) = 0\)}

h2(x)=cosx1+2xh_2'(x)= cosx - 1 + 2x

h2(0)=0\colorbox{yellow}{\(h_2'(0) = 0\)}

h2(x)=2sinxh_2''(x)= 2-sinx

0<x<10<x<1 时,h2(x)>0    h2(x)严格单调增    h2(x)>0h_2''(x) \gt 0 \implies h_2'(x)严格单调增 \implies h_2'(x) \gt 0

h2(x)>0    h2(x)严格单调增    h2(x)>0h_2'(x) \gt 0 \implies h_2(x)严格单调增 \implies h_2(x) \gt 0

xx2<sinx\therefore \colorbox{yellow}{\(x-x^2\lt sinx\)}

(1)证明:当 0<x<10<x<1 时,xx2<sinx<xx-x^2<\sin x<x

(2)已知函数 f(x)=cosaxln(1x2)f(x)=\cos ax-\ln(1-x^2),若 x=0x=0f(x)f(x) 的极大值点,求 aa 的取值范围。

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