已知函数f(x)=px−px−2lnx,p∈R.

已知函数f(x)=px−
p
x
−2lnx
,p∈R.
( I)若p=2,求曲线f(x)在点(1,f(1))处的切线方程;
( II) 若函数f(x)在其定义域内为增函数,求正实数p的取值范围;
( III)设函数g(x)=f(x)+
2p+2
x
,求函数g(x)的单调区间.
douglas1128 1年前 已收到1个回答 举报

ts土豆片 幼苗

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解题思路:(I)当p=2时,函数f(x)=2x−
2
x
−2lnx
,f(1)=2-2-2ln1=0,f′(x)=2+
2
x2
2
x
,由此能求出曲线f(x)在点(1,f(1))处的切线方程.
( II) f′(x)=p+
p
x2
2
x
px2−2x+p
x2
.(x>0)因为f(x)在定义域内是增函数,所以∀x∈(0,+∞),f'(x)≥0,即px2-2x+p≥0恒成立.p≥
2x
x2+1
2
x+
1
x
恒成立,由此能求出正实数p的取值范围.
( III)由g(x)=px+
p+2
x
−2lnx
(x>0),知g′(x)=
px2−2x−2−p
x2
(px−2−p)(x+1)
x2
,由此进行分类讨论,能求出函数g(x)的单调区间.

(本小题共14分)
(I)当p=2时,函数f(x)=2x−
2
x−2lnx,
f(1)=2-2-2ln1=0,
f′(x)=2+
2
x2−
2
x,…(1分)
曲线f(x)在点(1,f(1))处的切线的斜率为f'(1)=2+2-2=2.…(2分)
从而曲线f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为y-0=2(x-1),
即y=2x-2.…(3分)
( II) f′(x)=p+
p
x2−
2
x=
px2−2x+p
x2.(x>0)…(4分)
因为f(x)在定义域内是增函数,
所以∀x∈(0,+∞),
f'(x)≥0,即px2-2x+p≥0恒成立.…(5分)
g′(x)=
−2(x+1)
x2<0
即p≥
2x
x2+1=
2
x+
1
x恒成立.…(6分)
而∵x>0,∴x+
1
x≥2,
∴[2
x+
1/x≤1(当且仅当x=1时取等号),…(7分)

2x
x2+1≤1,∴P≥1.…(8分)
( III)g(x)=px+
p+2
x−2lnx(x>0),
g′(x)=
px2−2x−2−p
x2=
(px−2−p)(x+1)
x2]…(9分)
(1)当p=0时,总成立,g(x)的单调递减区间为(0,+∞)…(10分)
当p≠0时,g′(x)=
p[x−(
2
p+1)](x+1)
x2
(2)当p>0时,递增区间为(
2
p+1,+∞)g(x)的单调递减区间为(0,
2
p+1),…(11分)
(3)当p=-2时,g′(x)=
−2x(x+1)
x2<0总成立,g(x)的单调递减区间为(0,+∞)…(12分)
(4)当-2<p<0时,g(x)的单调递减区间为(0,+∞)…(13分)
(5)当p<-2时,递增区间为(0,
2
p+1),递减区间为(
2
p+1,+∞)…(14分)

点评:
本题考点: 利用导数研究曲线上某点切线方程;利用导数研究函数的单调性.

考点点评: 本题考查切线方程的求法,正实数的取值范围的求法,求函数的单调区间,考查化归与转化、分类与整合的数学思想,培养学生的抽象概括能力、推理论证能力、运算求解能力和创新意识.

1年前

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