已知函数f(x)=[1+lnx/x].

已知函数f(x)=[1+lnx/x].
(1)若函数在区间(t,t+[1/2])(其中t>0)上存在极值,求实数t的取值范围;
(2)如果当x≥1时,不等式f(x)
a
x+1
恒成立,求实数a的取值范围.
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DaozAI824 幼苗

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解题思路:(1)因为f(x)=[1+lnx/x],x>0,则f′(x)=−
lnx
x2
,利用函数的单调性和函数f(x)在区间(t,t+[1/2])(其中t>0)上存在极值,能求出实数a的取值范围.
(2)不等式f(x)
a
x+1
恒成立,即为
(x+1)(1+lnx)
x
≥a恒成立,构造函数g(x)=
(x+1)(1+lnx)
x
,利用导数知识能求出实数k的取值范围.

(1)因为f(x)=[1+lnx/x],x>0,则f′(x)=−
lnx
x2,
当0<x<1时,f′(x)>0;
当x>1时,f′(x)<0.
所以f(x)在(0,1)上单调递增;在(1,+∞)上单调递减,所以函数f(x)在x=1处取得极大值.
因为函数f(x)在区间(t,t+[1/2])(其中t>0)上存在极值,
所以

t<1
t+
1
2>1,解得[1/2]<t<1.
(2)不等式f(x)≥
a
x+1恒成立,即为
(x+1)(1+lnx)
x≥a恒成立,
记g(x)=
(x+1)(1+lnx)
x,所以g′(x)=
[(x+1)(1+lnx)]′x−(x+1)(1+ln x)
x2=[x−lnx
x2
令h(x)=x-lnx,
则h′(x)=1−
1/x],
∵x≥1,∴h′(x)≥0,
∴h(x)在[1,+∞)上单调递增,∴[h(x)]min=h(1)=1>0,
从而g′(x)>0,
故g(x)在[1,+∞)上也单调递增,所以[g(x)]min=g(1)=2,
所以a≤2.

点评:
本题考点: 利用导数研究函数的单调性;函数恒成立问题;利用导数研究函数的极值.

考点点评: 本题考查极值的应用,应用满足条件的实数的取值范围的求法.解题时要认真审题,仔细解答,注意构造法和分类讨论法的合理运用.

1年前

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