已知函数 $f\left(x\right)=x\cos x-\sin x$,$x\in\left[0,\dfrac{{\mathrm{\mathrm\pi}}}{2}\right]$.
【难度】
【出处】
【标注】
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    微积分初步
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    函数不等式的证明
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    微积分初步
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    利用导数研究函数的性质
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    利用导数研究函数的单调性
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    利用导数研究函数的单调性
  1. 求证:$f\left(x\right) \leqslant 0$;
    标注
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      利用导数研究函数的单调性
    答案
    解析
    因为 $x\in\left[0,\dfrac {\pi}2\right]$ 时,有$$f'(x)=\cos x-x\sin x-\cos x=-x\sin x\leqslant 0,$$所以 $f(x)$ 单调递减,又 $f(0)=0$,所以 $f(x)\leqslant 0$.
  2. 证明:函数 $g(x)=\dfrac {\sin x}{x}$,$x\in\left(0,\dfrac {\pi}{2}\right )$ 是减函数,且有 $\dfrac {2}{\pi}<g(x)<1$.
    标注
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      利用导数研究函数的单调性
    答案
    解析
    对 $g(x)$ 求导得$$g'(x)=\dfrac {x\cos x-\sin x}{x^2},$$由 $(1)$ 知$$\forall x\in\left[0,\dfrac {\pi}2\right],g'(x)\leqslant 0,$$所以 $ g(x)$ 在 $ \left(0,\dfrac {\pi}2\right)$ 上单调递减,从而$$g(x)>g\left(\dfrac {\pi}2\right)=\dfrac 2{\pi}.$$又因为 $\sin x<x$,所以 $g(x)<1$,不等式得证.
题目 问题1 答案1 解析1 备注1 问题2 答案2 解析2 备注2
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