我們逐一檢驗各選項:
(1) 錯誤:當 $0 < x < \dfrac{\pi}{2} \implies 0 < 2x < \pi$。
在 $(0, \pi)$ 區間內,$\cos 2x$ 的值可以為負數(例如 $2x = \dfrac{2\pi}{3} \implies \cos 2x = -\dfrac{1}{2}$)。
(2) 正確:當 $0 < 2x < \pi$ 時,$2x$ 落在第一與第二象限,此時 $\sin 2x$ 之值恆為正數。
(3) 錯誤:因為 $\cos^2 x - \sin^2 x = \cos 2x$,而 $\cos 2x$ 的最大值為 $1$,不恆小於等於 $\dfrac{1}{2}$(例如 $x=0$ 時值為 $1$)。
(4) 正確:利用倍角公式:
$$\sin x \cos x = \dfrac{1}{2} \sin 2x$$
因為對任意實數 $x$,$\sin 2x \le 1$,所以 $\sin x \cos x \le \dfrac{1}{2}$ 恆成立。
(5) 正確:利用疊合公式:
$$\sin x + \cos x = \sqrt{2} \sin\left(x + \dfrac{\pi}{4}\right)$$
因為 $\sin\left(x + \dfrac{\pi}{4}\right) \le 1$,所以 $\sin x + \cos x \le \sqrt{2} \approx 1.414$。
由於 $\sqrt{2} < \dfrac{3}{2} = 1.5$,所以 $\sin x + \cos x \le \dfrac{3}{2}$ 恆成立。
故正確選項為 $(2)(4)(5)$。