若对终边不在坐标轴上的任意角x,不等式sinx+cosx≤m≤tan²x+(1/tan²x)恒成立,则实数m的取值范围

问题描述:

若对终边不在坐标轴上的任意角x,不等式sinx+cosx≤m≤tan²x+(1/tan²x)恒成立,则实数m的取值范围

解析:
已知任意角x的终边不在坐标轴上,那么:
sinx+cosx=√2*(sinx*√2/2 +cosx*√2/2)=√2*sin(x+ π/4)
可知当x+ π/4=π/2 +2kπ,即x=π/4 +2kπ,k∈Z时,sinx+cosx有最大值√2;
而由均值定理:
tan²x+(1/tan²x)≥2√[tan²x*(1/tan²x)]=2 (当且仅当tan²x=1/tan²x即tanx=±1时取等号)
所以当tanx=±1时,tan²x+(1/tan²x)有最小值2
要使不等式sinx+cosx≤m≤tan²x+(1/tan²x)恒成立,则须使:
√2≤m≤2
这就是所求实数m的取值范围.