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  • 設(shè)函數(shù)f(x)=ax+cosx,x∈[0,π]. (Ⅰ)討論f(x)的單調(diào)性; (Ⅱ)設(shè)f(x)≤1+sinx,求a的取值范圍.

    設(shè)函數(shù)f(x)=ax+cosx,x∈[0,π].
    (Ⅰ)討論f(x)的單調(diào)性;
    (Ⅱ)設(shè)f(x)≤1+sinx,求a的取值范圍.
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    優(yōu)質(zhì)解答
    (Ⅰ)求導(dǎo)函數(shù),可得f'(x)=a-sinx,x∈[0,π],sinx∈[0,1];
    當(dāng)a≤0時,f'(x)≤0恒成立,f(x)單調(diào)遞減;當(dāng)a≥1 時,f'(x)≥0恒成立,f(x)單調(diào)遞增;
    當(dāng)0<a<1時,由f'(x)=0得x1=arcsina,x2=π-arcsina
    當(dāng)x∈[0,x1]時,sinx<a,f'(x)>0,f(x)單調(diào)遞增
    當(dāng)x∈[x1,x2]時,sinx>a,f'(x)<0,f(x)單調(diào)遞減
    當(dāng)x∈[x2,π]時,sinx<a,f'(x)>0,f(x)單調(diào)遞增
    當(dāng)x∈[0,arcsina]時,單調(diào)遞增,當(dāng)x∈[arcsina,π]時,單調(diào)遞減;
    (Ⅱ)由f(x)≤1+sinx得f(π)≤1,aπ-1≤1,∴a≤
    2
    π

    令g(x)=sinx-
    2
    π
    x
    (0≤x
    π
    2
    ),則g′(x)=cosx-
    2
    π

    當(dāng)x∈(0,arccos
    2
    π
    )
    時,g′(x)>0,當(dāng)x∈(arccos
    2
    π
    ,
    π
    2
    )
    時,g′(x)<0
    g(0)=g(
    π
    2
    )=0
    ,∴g(x)≥0,即
    2
    π
    x≤sinx
    (0≤x
    π
    2
    ),
    當(dāng)a≤
    2
    π
    時,有f(x)≤
    2
    π
    x+cosx

    ①當(dāng)0≤x
    π
    2
    時,
    2
    π
    x≤sinx
    ,cosx≤1,所以f(x)≤1+sinx;
    ②當(dāng)
    π
    2
    ≤x≤π
    時,f(x)≤
    2
    π
    x+cosx
    =1+
    2
    π
    (x?
    π
    2
    )?sin(x?
    π
    2
    )
    ≤1+sinx
    綜上,a≤
    2
    π
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