【主解法】
第1步:证明:(1)令g(x)=cosx−1+2x2,求导得g′(x)=−sinx+x,g′′(x)=1−cosx⩾0,
写出g(x)的解析式
第2步:即函数g′(x)在R上单调递增,由g′(x)>0,得x∈(0,+∞),由g′(x)<0,得x∈(−∞,0),
写出使g′(x)>0成立的x的取值区间
第3步:因此函数g(x)在(−∞,0)上单调递减,在(0,+∞)上单调递增,∴g(x)⩾g(0)=0, \therefore<span class="katex-error" title="ParseError: KaTeX parse error: Can't use function '' in math mode at position 30: …\frac{x^{2}}{2}̲.
根据已知条件,写出因此函数…" style="color:#cc0000">f(x)\leqslant \frac{x^{2}}{2}.
根据已知条件,写出因此函数g(x)在(−∞,0)上单调递减,在(0,+∞)上单调递增,∴g(x)⩾g(0)=0, ∴</span>f(x)⩽2x2.对应的函数表达式
第4步:(2)由h(x)=aln(x+1)−1+cosx,x∈(0,2π),求导得h′(x)=x+1a−sinx, h′′(x)=−(x+1)2a−cosx<0,即函数h\p写出h(x)的解析式第5步:又h\prime (0)=a>0,h\prime (\frac{\pi }{2})=\frac{a}{\frac{\pi }{2}+1}-1<\frac{1}{\frac{\pi }{2}+1}-1<0,由零点存在性定理知,存在唯一实数m\in (0,\frac{\pi }{2}),使得
写出使导函数在端点处符号确定的参数条件
第6步:则当x∈(0,m),h′(x)>0,h(x)单调递增,x∈(m,2π),h′(x)<0,h(x)单调递减,而h(0)=0,则h(m)>0, 且h(x)>0在(0,m)恒成立,又h(\frac{\pi }{2
计算h'(x)在区间内变号点处的函数值第7步:因此存在唯一x_{0}\in (0,\frac{\pi }{2}),使得h(x_{0})=0,下面证明x_{0}>\sqrt{4a+1}-1,由0<a<1知0<\sqrt{4a+1}-1<\sqrt{5}-1,即\sqrt{4a+1}-1\in (0,\frac{\pi }{
写出对应的结果
第8步:则只需证h(4a+1−1)>0,即证aln4a+1>f(4a+1−1), 由(1)知:f(4a+1−1)⩽2(4a+1−1)2,只需证:aln4a+1>\fra则只需证h(\sqrt{4a+1}-1)>0,即证aln\sqrt{4a+1}>f(\sqrt{4a+1}-1),由(1)知:f(\sqrt{4a+1}-1)\leqslant \frac{(\sqrt{4a+1}-1)^{2}}{2},只需证:aln\sqrt{4a+1}>\fra
第9步:令t=4a+1−1∈(0,5−1),而a=4(t+1)2−1=4t2+2t,
写出用 a 表示的 t 的表达式
第10步:故只需证4t2+2tln(t+1)>2t2⇔ln(t+1)>t+22t,其中t∈(0,5−1),
写出将不等式化简后关于ln(t+1)的等价条件
第11步:令F(t)=ln(t+1)−t+22t,t∈(0,5−1),
写出函数 F(t) 的表达式
第12步:则F′(t)=t+11−(t+2)24=(t+1)(t+2)2t2>0,函数F(t)在(0,5−1)上单调递增,
写出F′(t)通分后的分子分母构成的分式表达式
第13步:因此F(t)>F(0)=0,即t∈(0,5−1)时,ln(t+1)>t+22t, \therefore<span class="katex-error" title="ParseError: KaTeX parse error: Can't use function '' in math mode at position 20: …}>\sqrt{4a+1}-1̲.
根据因此F(t)>F(0…" style="color:#cc0000">x_{0}>\sqrt{4a+1}-1.根据因此F(t)>F(0)=0,即t\in (0,\sqrt{5}-1)时,ln(t+1)>\frac{2t}{t+2},\thereforex_{0}>\sqrt{4a+1}-1$.,写出对应的结果