已知函数f(x)=x3+2x,若f(cos2θ-2m)+f(2msinθ-2)<0对θ∈R恒成立,求实数m的取值范围.

问题描述:

已知函数f(x)=x3+2x,若f(cos2θ-2m)+f(2msinθ-2)<0对θ∈R恒成立,求实数m的取值范围.

∵f(x)的定义域为R,
∴f(x)在R上是奇函数且是增函数;
∵f(cos2θ-2m)<-f(2msinθ-2)=f(2-2msinθ),
∴cos2θ-2m<2-2msinθ,即cos2θ-2<2m(1-sinθ),
(1)当sinθ=1时,∴-2<0恒成立,∴m∈R;
(2)当sinθ≠1即1-sinθ>0时,有2m>

cos2θ−2
1−sinθ
sin2θ−1
1−sinθ
设g(θ)=
sin2θ−1
1−sinθ
(1−sinθ)2+2(1−sinθ)−2
1−sinθ
=−[(1−sinθ)+
2
1−sinθ
]+2

1−sinθ>0∴1−sinθ+
2
1−sinθ
≥2
2
当sinθ=1−
2
时取等号

g(θ)≤−2
2
+2

2m>2−2
2
,∴m>1−
2

综上有:m的取值范围是(1−
2
,+∞).
答案解析:先判断f(x)的奇偶性、单调性,由函数f(x)的性质可把不等式转化为具体不等式,分离出参数m后再转化为求函数最值问题即可解决.
考试点:奇偶性与单调性的综合.
知识点:本题考查函数的奇偶性、单调性及其应用,考查函数恒成立问题,考查学生灵活运用知识分析问题解决问题的能力,属中档题.