函数 $y = \sqrt {\sin x} + \sqrt {\cos x} $($0 \leqslant x < \dfrac{{\mathrm{\pi }}}{2}$)的值域是
【难度】
【出处】
2004年上海交通大学保送生考试
【标注】
  • 知识点
    >
    不等式
    >
    常用不等式
    >
    幂平均不等式
【答案】
$\left[ {1,{8^{\frac{1}{4}}}} \right]$
【解析】
根据均值不等式:$$\dfrac{{\sqrt {\sin x} + \sqrt {\cos x} }}{2} \leqslant {\left( {\dfrac{{{{\sin }^2}x + {{\cos }^2}x}}{2}} \right)^{\frac{1}{4}}}=2^{-\frac 14},$$当且仅当 $\sin x = \cos x = \dfrac{{\sqrt 2 }}{2}$ 时取得等号,所以 $\sqrt {\sin x} + \sqrt {\cos x} $ 的最大值为 ${8^{\frac{1}{4}}}$.
另一方面,因为$$0 \leqslant \sin x < 1,0 < \cos x \leqslant 1,$$所以$$\sqrt {\sin x} \geqslant {\sin ^2}x,\sqrt {\cos x} \geqslant {\cos ^2}x.$$所以$$\sqrt {\sin x} + \sqrt {\cos x} \geqslant {\sin ^2}x + {\cos ^2}x = 1.$$当且仅当 $\sin x = 0$ 时取得等号,因此原函数的值域为 $\left[ {1,{8^{\frac{1}{4}}}} \right]$.
题目 答案 解析 备注
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