已知函数f(x)=x2+2x+alnx,(a∈R)

已知函数f(x)=x2+
2
x
+alnx,(a∈R)

(1)若a=-4,求函数f(x)的单调性;
(2)若函数f(x)在[1,+∞)上单调递增,求实数a的取值范围;
(3)记函数g(x)=x2f′(x),若g(x)的最小值是
5
2
,求f(x)的解析式.
云儿和小鱼 1年前 已收到1个回答 举报

kailid 幼苗

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解题思路:(1)将a=-4代入函数的解析式,先求函数的定义域,求出函数的导函数,分析导函数符号在不同区间上的取值,根据导函数符号与原函数的单调性之间的关系可得结论;
(2)函数f(x)在[1,+∞)上单调递增,f′(x)≥0在[1,+∞)上恒成立,即a≥
1−x4
x
在[1,+∞)上恒成立,构造函数h(x)=
1−x4
x
并求出其最小值,可得实数a的取值范围;
(3)g(x)=x2f′(x)=2x3+ax-2的最小值是
5
2
,由此构造关于a的方程,解方程求出a值,可得f(x)的解析式.

(1)当a=-4时,f(x)=x2+
2
x−4lnx,(x>0)
f′(x)=2x −
2
x2−
4
x=
2x3−4x−2
x2=
2(x2−x−1)(x+1)
x2
令f′(x)=0,则x=
1+
5
2
∵x∈(0,
1+
5
2)时,f′(x)<0,∵当x∈(
1+
5
2,+∞)时,f′(x)>0,
∴(0,
1+
5
2)为函数f(x)=x2+
2
x−4lnx的单调递减区间,
∴(
1+
5
2,+∞)为函数f(x)=x2+
2
x−4lnx的单调递增区间;
(2)∵f′(x)=
2x3+ax−2
x2
若函数f(x)在[1,+∞)上单调递增,
则f′(x)≥0在[1,+∞)上恒成立
即2x3+ax-2≥0在[1,+∞)上恒成立
即a≥
1−x4
x在[1,+∞)上恒成立
令h(x)=
1−x4
x,则h′(x)=
−3x4−1
x2<0恒成立
故h(x)=
1−x4
x在[1,+∞)上单调递减
当x=1时,h(x)取最大值0
故a≥0,即实数a的取值范围为[0,+∞)
(3)g(x)=x2f′(x)=2x3+ax-2
则g′(x)=6x2+a,
当a≥0时,g′(x)≥0恒成立
此时g(x)在定义域(0,+∞)上无最小值
当a<0时,令g′(x)=6x2+a=0
则x=

a
6
∵x∈(0,

a
6)时,f′(x)<0,∵当x∈(

a
6,+∞)时,f′(x)>0,
∴(0,

a
6)为函数g(x)的单调递减区间,
∴(

a
6,+∞)为函数g(x)的单调递增区间;
当x=

a
6时,g(x)的最小值g(

a
6)=2

a
63+a

a
6−2=−
5
2,
解得a=-[3/2]
∴f(x)=x2+
2
x−
3
2lnx

点评:
本题考点: 利用导数研究函数的单调性;函数解析式的求解及常用方法.

考点点评: 本题考查的知识点是利用导数研究函数的单调性,函数解析式的求解及常用方法,其中熟练掌握导函数符号与原函数的单调性之间的关系,并又此分析函数的单调区间和极值点是解答的关键.

1年前

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