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03函数与初等函数★★☆☆☆
函数 y=sin⁡x2y=\sin x^2 的图象是( )
A.
B.
C.
D.

2016 · 浙江 · 文 · 第 3 题 · 选择题

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09函数与初等函数★★★★☆
设函数 f(x)=4sin⁡(2x+1)−xf(x) = 4\sin (2x + 1) - x,则在下列区间中函数 f(x)f(x) 不存在零点的是( )
\begin{answer} A \end{answer}
\begin{solution} 先说明在 [−4,−2][-4,-2] 上没有零点. 令 x0=−2π−12x_0=\frac{-2\pi-1}{2}. 当 −4⩽x⩽x0-4\leqslant x\leqslant x_0 时,令 u=2x+1+2πu=2x+1+2\pi,则 −1<u⩽0-1<u\leqslant0,并且 sin⁡(2x+1)=sin⁡u⩾u\sin(2x+1)=\sin u\geqslant u. 于是
f(x)⩾4u−x=7x+8π+4⩾8π−24>0f(x)\geqslant4u-x=7x+8\pi+4\geqslant8\pi-24>0
当 x0⩽x⩽−π−12x_0\leqslant x\leqslant\frac{-\pi-1}{2} 时,−2π⩽2x+1⩽−π-2\pi\leqslant2x+1\leqslant-\pi,故 sin⁡(2x+1)⩾0\sin(2x+1)\geqslant0,从而 f(x)>0f(x)>0.
剩下的区间 −π−12⩽x⩽−2\frac{-\pi-1}{2}\leqslant x\leqslant-2 很短. 令 v=2x+1+πv=2x+1+\pi,则 0⩽v⩽π−3<170\leqslant v\leqslant\pi-3<\frac17,且 sin⁡(2x+1)=−sin⁡v\sin(2x+1)=-\sin v. 因此
f(x)=−4sin⁡v−x⩾−4v+π+1−v2>0f(x)=-4\sin v-x\geqslant-4v+\frac{\pi+1-v}{2}>0
其中用了 3<π<2273<\pi<\frac{22}{7}. 所以 f(x)>0f(x)>0 在 [−4,−2][-4,-2] 上恒成立.
函数连续. 由 0<π−3<170<\pi-3<\frac17 及 sin⁡t<t\sin t<t(t>0t>0),
f(−2)=2−4sin⁡3=2−4sin⁡(π−3)>2−47>0f(-2)=2-4\sin3=2-4\sin(\pi-3)>2-\frac47>0
又因 π6<1<π2\frac{\pi}{6}<1<\frac{\pi}{2},有 sin⁡1>12\sin1>\frac12,从而 f(−1)=1−4sin⁡1<−1<0f(-1)=1-4\sin1<-1<0,f(0)=4sin⁡1>0f(0)=4\sin1>0. 因此在 [−2,0][-2,0] 和 [0,2][0,2] 内分别存在零点.
再由 3π2<5<2π\frac{3\pi}{2}<5<2\pi,得 sin⁡5<0\sin5<0,所以
f(2)=4sin⁡5−2<0f(2)=4\sin5-2<0
令 δ=8−5π2\delta=8-\frac{5\pi}{2}. 由 3110<π<165\frac{31}{10}<\pi<\frac{16}{5} 得 0<δ<140<\delta<\frac14,于是 sin⁡8=cos⁡δ>1−δ22>3132\sin8=\cos\delta>1-\frac{\delta^2}{2}>\frac{31}{32},f(72)=4sin⁡8−72>38>0f\left(\frac72\right)=4\sin8-\frac72>\frac38>0. 最后令 ε=9−5π2\varepsilon=9-\frac{5\pi}{2}. 由 3<π<1853<\pi<\frac{18}{5} 得 0<ε<π20<\varepsilon<\frac{\pi}{2},故 sin⁡9=cos⁡ε<1\sin9=\cos\varepsilon<1,从而
f(4)=4sin⁡9−4<0f(4)=4\sin9-4<0
所以在 [2,4][2,4] 内也存在零点. 故不含零点的区间是 [−4,−2][-4,-2],选 A. \end{solution}
A.
[−4,−2][-4, -2]
B.
[−2,0][-2,0]
C.
[0,2][0,2]
D.
[2,4][2,4]

2010 · 浙江 · 理 · 第 9 题 · 选择题

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06集合与逻辑基础★★★☆☆
设 0<x<π20 < x < \frac{\pi}{2},则“xsin⁡2x<1x \sin^2 x < 1”是“xsin⁡x<1x \sin x < 1”的( )
\begin{answer} B \end{answer}
\begin{solution} 记命题甲为“xsin⁡2x<1x\sin^2x<1”,记命题乙为“xsin⁡x<1x\sin x<1”. 由于 0<x<π20<x<\frac{\pi}{2},有 0<sin⁡x<10<\sin x<1,故
xsin⁡2x<xsin⁡xx\sin^2x<x\sin x
所以命题乙成立时必有命题甲成立,即命题甲是命题乙的必要条件.
下面说明命题甲不是命题乙的充分条件. 函数 g(x)=xsin⁡xg(x)=x\sin x 在 (0,π2)\left(0,\frac{\pi}{2}\right) 上严格递增,因为 g′(x)=sin⁡x+xcos⁡x>0g'(x)=\sin x+x\cos x>0. 又 g(1)=sin⁡1<1g(1)=\sin1<1,而 g(π2)=π2>1g\left(\frac{\pi}{2}\right)=\frac{\pi}{2}>1,所以存在唯一的 x0∈(1,π2)x_0\in\left(1,\frac{\pi}{2}\right) 使 g(x0)=1g(x_0)=1. 此时 x0sin⁡2x0=sin⁡x0<1x_0\sin^2x_0=\sin x_0<1. 由连续性,取 x>x0x>x_0 且足够接近 x0x_0,仍有 xsin⁡2x<1x\sin^2x<1,但因 gg 严格递增而有 xsin⁡x>1x\sin x>1. 因此命题甲不充分.
所以“xsin⁡2x<1x\sin^2x<1”是“xsin⁡x<1x\sin x<1”的必要而不充分条件,故选 B. \end{solution}
A.
充分而不必要条件
B.
必要而不充分条件
C.
充分必要条件
D.
既不充分也不必要条件

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