已知函数f(x)=ax−bx−2lnx,且f(e)=be−ae−2.(e是自然对数的底数)

已知函数f(x)=ax−
b
x
−2lnx
,且f(e)=be−
a
e
−2
.(e是自然对数的底数)
(1)求a与b的关系式;
(2)若f(x)在其定义域内为单调函数,求a的取值范围.
天堂ee 1年前 已收到1个回答 举报

乔迪 幼苗

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解题思路:(1)根据f(x)的解析式及f(e)的解析式确定a与b的关系.
(2)因为f(x)在其定义域(0,+∞)内为单调函数,所以,它的导数大于或等于0恒成立,或它的导数小于或等于0恒成立,分别就a=0、a>0、a<0三种情况进行讨论.

(1)由题意知,f(e)=ae-[b/e]-2=be-[a/e]-2,
∴(a-b)•(e+[1/e])=0,∴a=b,
(2)由(1)知 f(x)=ax-[a/x]-2•lnx,f′(x)=a+[a
x2-
2/x]=
ax2−2x+a
x2,
令 h(x)=ax2-2x+a,因为f(x)在其定义域(0,+∞)内为单调函数,
∴在其定义域(0,+∞)内,h(x)≥0或h(x)≤0恒成立.
①当a=0时,h(x)=-2x,
∵x>0,∴h(x)<0,f′(x)<0,f(x)在其定义域(0,+∞)内为单调函数,
故a=0满足条件.
②当a>0时,h(x)图象是开口向上的抛物线,对称轴是x=[1/a],h(x)的最小值是a-[1/a],只需 a-[1/a]≥0,
∴a≥1,即a≥1时,f(x)在其定义域(0,+∞)内为单调函数,故a≥1满足条件.
③当a<0时,h(x)图象是开口向下的抛物线,对称轴是x=[1/a]∈(0,+∞),
∴在(0,+∞)内,h(x)≤0成立,
∴f(x)在其定义域(0,+∞)内为单调减函数,
∴当a<0时,满足条件.
综上可得,a的取值范围是a≥1或a≤0.

点评:
本题考点: 利用导数研究函数的单调性.

考点点评: 本题考查利用函数导数研究函数的单调性,体现了分类讨论的数学思想.

1年前

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