已知函数f(x)=12ax2−2xsin2α和函数g(x)=lnx,记F(x)=f(x)+g(x).

已知函数f(x)=
1
2
ax2−2xsin2α
和函数g(x)=lnx,记F(x)=f(x)+g(x).
(1)当α=
π
3
时,若f(x)在[1,2]上的最大值是f(2),求实数a的取值范围;
(2)当a=1时,判断F(x)在其定义域内是否有极值,并予以证明;
(3)对任意的α∈[
π
6
2
3
π)
,若F(x)在其定义域内既有极大值又有极小值,试求实数a的取值范围.
百事可乐abc 1年前 已收到1个回答 举报

caiv 花朵

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解题思路:(1)α=
π
3
时求出函数f(x)=
1
2
ax2−2xsin2α
的解析式,利用导数研究出函数在[1,2]上的单调性,及最大值是f(2),建立不等式解出实数a的取值范围;
(2)当a=1时,求出函数的解析式,函数的定义域,利用导数研究函数的极值;
(3)对任意的α∈[
π
6
2
3
π)
,若F(x)在其定义域内既有极大值又有极小值,可得出其导数在定义域上恒有两个不同的根,解出函数的导数,根据其形式选择合适的方法将导数为0有两个不同根转化为关于参数的不等式,求解.

(1)α=
π
3时,f(x)=
1
2ax2−
3
2x.
①当a=0时,f(x)=−
3
2x,不合题意;[1,2]⊆[
3
2a,+∞)
②当a<0时,f(x)=
1
2ax2−
3
2x在(−∞,
3
2a]上递增,在[
3
2a,+∞)上递减,而,故不合题意;
③当a>0时,f(x)=
1
2ax2−
3
2x在(−∞,
3
2a]上递减,在[
3
2a,+∞)上递增,
f(x)在[1,2]上的最大值是max{f(1),f(2)}=f(2),所以f(1)≤f(2),即[1/2a−
3
2≤2a−3,所以a≥1.
综上所述,实数a的取值范围是[1,+∞).
(2)a=1时,F(x)=
1
2x2−2xsin2α+lnx定义域为(0,+∞),F/(x)=x+
1
x−2sin2α≥2−2sin2α=2cos2α≥0.
①当cosα≠0时,F′(x)>0,F(x)在(0,+∞)上单调递增,从而F(x)在其定义域内没有极值;
②当cosα=0时,F/(x)=x+
1
x−2=
(x−1)2
x],令F′(x)=0有x=1,但是x∈(0,1)时,F′(x)>0,F(x)单调递增,x∈(1,+∞)时,F′(x)>0,F(x)也单调递增,所以F(x)在其定义域内也没有极值.
综上,F(x)在其定义域内没有极值.
(3)据题意可知,令F/(x)=ax+
1
x−2sin2α=0,即方程ax2-2xsin2α+1=0在(0,+∞)上恒有两个不相等的实数根.即

点评:
本题考点: 导数在最大值、最小值问题中的应用;函数在某点取得极值的条件;利用导数研究函数的极值.

考点点评: 本题考查导数在最大值与最小值问题中的应用,解题的关键是利用导数研究出函数的单调性,判断出函数的最值,本题第三小题是一个恒成立的问题,要转化为导数方程有两个不同根来求解,本题运算量过大,解题时要认真严谨,避免变形运算失误,导致解题失败.

1年前

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