已知函数f(x)=ax-21nx,a∈R

已知函数f(x)=ax-21nx,a∈R
(Ⅰ)a=1时,求函数f(x)的极值;
(Ⅱ)求f(x)单调区间
(Ⅲ)设g(x)=
a+2e
x
(a>0)
,若在[1,e]上至少存在一个x0,使得f(x0)>g(x0)成立,求实数a的取值范围.
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学习aa中 幼苗

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解题思路:(I)由题意对函数求导,然后解f′(x)=0方程,得到x=2,将(0,+∞)分为二个区间,最后通过列表得出导数在这二个区间的符号,讨论出函数的单调性,即可得出函数的极值.
(II)先求导数fˊ(x),求出f′(x)=0的值,再讨论满足f′(x)=0的点附近的导数的符号的变化情况,从而的函数f(x)的单调区间以及函数的极值,fˊ(x)>0的区间是增区间,fˊ(x)<0的区间是减区间.
(III)本命题等价于f(x)-g(x)>0在[1,e]上有解,设F(x)=f(x)-g(x)=ax−2lnx−
a+2e
x
,求导:
F'(x)=a−
2
x
+
a+2e
x2
ax2−2x+a+2e
x2
ax2+a+2(e−x)
x2
>0
,得出F(x)max=F(e).
依题意需F(e)>0,从而求得a的取值范围.

(I)f′(x)=1−
2
x,x>0.令f'(x)=0,得x=2
当x变化时,f'(x)与f(x)变化情况如下表:

x (0,2) 2 (2,+∞)
f'(x) - 0 +
f(x) 单调递减 极小值 单调递增∴当x=2时,f(x)取得极小值f(2)=2-2ln2.
(Ⅱ)a≤0时,f(x)在(0,+∞)上为减函数;a>0时,f(x)在(0,[2/a])上是减函数,
在([2/a,+∞)上是增函数.
(Ⅲ)本命题等价于f(x)-g(x)>0在[1,e]上有解,设F(x)=f(x)-g(x)=ax−2lnx−
a+2e
x],
F'(x)=a−
2
x+
a+2e
x2=
ax2−2x+a+2e
x2=
ax2+a+2(e−x)
x2>0,
所以F(x)为增函数,F(x)max=F(e).
依题意需F(e)>0,解得a>
4e
e2−1.所以a的取值范围是(
4e
e2−1,+∞).

点评:
本题考点: 利用导数研究函数的极值;利用导数研究函数的单调性;导数在最大值、最小值问题中的应用.

考点点评: 本题主要考查了函数的极值,以及利用导数研究函数的单调性等基础知识,考查综合利用数学知识分析问题、解决问题的能力.

1年前

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