已知函数f(x)=3x+2-[a/x]-(3a+1)lnx (x>0,实数a为常数).

已知函数f(x)=3x+2-[a/x]-(3a+1)lnx (x>0,实数a为常数).
(Ⅰ)a=4时 求函数f(x)在([1/3],+∞)上的最小值;
(Ⅱ)设[1/3<a<
1
2],求证:不等式|f(x1)-f(x2)|<|x1-x2|对于任意不相等的x1,x2∈([1/3],a)都成立.
diaoxp 1年前 已收到1个回答 举报

流泪的尘埃 幼苗

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解题思路:(Ⅰ)求导函数,确定函数的单调性,即可求得函数的最值;
(Ⅱ)先确定f(x)在([1/3],a)上单调递减,不妨设x1<x2,则当x1,x2∈([1/3],a)时,f(x1)>f(x2),证明不等式|f(x1)-f(x2)|<|x1-x2|,即证f(x1)+x1<f(x2)+x2

(Ⅰ)a=4时,f′(x)=
(3x−1)(x−4)
x2,…(2分)
令f′(x)<0,可得x∈([1/3,4),令f′(x)>0,由于x>
1
3],可得x∈(4,+∞),
∴f(x)在([1/3,4)上单调递减,在(4,+∞)上单调递增…(4分)
∴在区间(
1
3],+∞)上,当x=4时,f(x)有最小值f(4)=13-26ln2…(6分)
(Ⅱ)证明:当[1/3<a<
1
2],f′(x)=
(3x−1)(x−a)
x2,∴f(x)在([1/3],a)上单调递减,
不妨设x1<x2,则当x1,x2∈([1/3],a)时,f(x1)>f(x2),
故不等式|f(x1)-f(x2)|<|x1-x2|等价于f(x1)+x1<f(x2)+x2,…(10分)
令函数g(x)=f(x)+x,则g′(x)=f′(x)+1=
4x2−(3a+1)x+a
x2
再令h(x)=4x2-(3a+1)x+a,对称轴x=[3a+1/8]<[1/3](由于a<[1/2]),
∵h([1/3])=[1/9]>0,h(a)=a2>0,∴h(x)>0当x∈([1/3],a)时恒成立,
即g′(x)>0当x∈([1/3],a)时恒成立,所以g(x)在([1/3],a)上为增函数,
所以f(x1)+x1<f(x2)+x2
从而不等式|f(x1)-f(x2)|<|x1-x2|对于任意不相等的x1,x2∈([1/3],a)都成立.…(15分)

点评:
本题考点: 导数在最大值、最小值问题中的应用.

考点点评: 本题考查导数知识的运用,考查函数的单调性与最值,考查不等式的证明,考查学生分析解决问题的能力,属于中档题.

1年前

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