f(x)=ax-sinx/cos^3x (0<x<π/2) f(x)<sin2x 求a的取值范围
时间: 2024-04-21 07:30:14 浏览: 186
同样先将不等式两边的 sin2x 化成 cos x 和 sin x 的形式:sin2x = 2sinxcosx。
然后,将 f(x) 带入不等式中,得到:
ax - sinx/cos^3x < 2sinxcosx
移项并化简:
axcos^3x - sinx < 2cos^4xsinx
axcos^3x + 2cos^4xsinx - sinx < 0
将 cos^3x 和 sinx 提取出来,得到:
cos^3x(ax + 2cosx) - sinx(1) < 0
因为 -1 ≤ sinx ≤ 1,所以 1 可以被忽略。同时,cos^3x > 0,所以可以将不等式两边都除以 cos^3x,得到:
ax + 2cosx - tanx < 0
其中 tanx = sinx/cosx。
接下来,我们需要讨论 cosx 的正负性:
当 cosx > 0 时,不等式变为:
ax + 2cosx - tanx < 0
当 cosx < 0 时,不等式变为:
ax - 2cosx - tanx < 0
综合以上两种情况,可以得到:
-ax - 2|cosx| - |tanx| < 0
将 |tanx| 拆成 sinx/cosx 和 -sinx/cosx 两个部分,得到:
-ax - 2|cosx| - sinx/cosx + sinx/cosx < 0
-ax - 2|cosx| + 2sinx/cosx < 0
因为 -1 ≤ sinx ≤ 1,所以 -2|cosx| < -2,即 |cosx| > 1。
综合以上条件,可以得到 a 的取值范围为:
a < -2/|cosx| - 2cosx/sin^2x (其中 |cosx| > 1)。
由于 0 < x < π/2,所以 cosx > 0,因此不需要考虑 cosx < 0 的情况。
继续化简不等式,得到:
a < 2cosx/sin^2x - 2/cosx
因为 0 < x < π/2,所以 sinx > 0,cosx > 0,可以进一步化简:
a < 2tanx - 2secx
将 tanx 和 secx 用 sinx 和 cosx 表示,得到:
a < 2sinx/cosx - 2cosx/sinx
将分数形式的式子化简,得到:
a < 2sin^2x/cosxsinx - 2cos^2x/cosxsinx
a < 2(tanx - cosx)/sinx
因为 0 < x < π/2,所以 tanx > cosx,因此:
a < 2(tanx - cosx)/sinx < 2tanx/sinx = 2secx
因此,a 的取值范围为:
a < 2secx
其中 secx = 1/cosx,在 0 < x < π/2 的范围内,cosx 的取值范围为 (0,1],因此:
a < 2
综上所述,a 的取值范围为:
a < 2
希望能对你有所帮助!
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