题目
证明:当0<a<b<π时,bsinb+2cosb+πb>asina+2cosa+πa.
证明:当
题目解答
答案
令:
于是有:
又:
显然当
因此:
所以:函数
又:
所以:当
因此:
所以:当
即:
命题得证。
解析
步骤 1:定义函数
定义函数 $f(x) = x\sin x + 2\cos x + \pi x$,我们需要证明当 $0 < a < b < \pi$ 时,$f(b) > f(a)$。
步骤 2:求导数
求 $f(x)$ 的一阶导数 $f'(x)$,得到 $f'(x) = \sin x + x\cos x - 2\sin x + \pi = x\cos x - \sin x + \pi$。
步骤 3:求二阶导数
求 $f'(x)$ 的导数,即 $f''(x)$,得到 $f''(x) = \cos x - x\sin x - \cos x = -x\sin x$。
步骤 4:分析二阶导数
当 $x \in (0, \pi)$ 时,$x\sin x > 0$,因此 $f''(x) = -x\sin x < 0$,说明 $f'(x)$ 在 $(0, \pi)$ 上单调递减。
步骤 5:分析一阶导数
由于 $f'(0) = \pi$,$f'(\pi) = 0$,因此当 $x \in (0, \pi)$ 时,$f'(x) > 0$,说明 $f(x)$ 在 $(0, \pi)$ 上单调递增。
步骤 6:结论
由于 $f(x)$ 在 $(0, \pi)$ 上单调递增,因此当 $0 < a < b < \pi$ 时,$f(b) > f(a)$,即 $b\sin b + 2\cos b + \pi b > a\sin a + 2\cos a + \pi a$。
定义函数 $f(x) = x\sin x + 2\cos x + \pi x$,我们需要证明当 $0 < a < b < \pi$ 时,$f(b) > f(a)$。
步骤 2:求导数
求 $f(x)$ 的一阶导数 $f'(x)$,得到 $f'(x) = \sin x + x\cos x - 2\sin x + \pi = x\cos x - \sin x + \pi$。
步骤 3:求二阶导数
求 $f'(x)$ 的导数,即 $f''(x)$,得到 $f''(x) = \cos x - x\sin x - \cos x = -x\sin x$。
步骤 4:分析二阶导数
当 $x \in (0, \pi)$ 时,$x\sin x > 0$,因此 $f''(x) = -x\sin x < 0$,说明 $f'(x)$ 在 $(0, \pi)$ 上单调递减。
步骤 5:分析一阶导数
由于 $f'(0) = \pi$,$f'(\pi) = 0$,因此当 $x \in (0, \pi)$ 时,$f'(x) > 0$,说明 $f(x)$ 在 $(0, \pi)$ 上单调递增。
步骤 6:结论
由于 $f(x)$ 在 $(0, \pi)$ 上单调递增,因此当 $0 < a < b < \pi$ 时,$f(b) > f(a)$,即 $b\sin b + 2\cos b + \pi b > a\sin a + 2\cos a + \pi a$。