已知函数f(x)=alnx-3x+[1/x],其中a为常数,a∈R.

已知函数f(x)=alnx-3x+[1/x],其中a为常数,a∈R.
(1)若f(x)是一个单调递减函数,求a的取值范围;
(2)当a=4时,求方程f(x)=0在(e-10,+∞)上根的个数.
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lxm810307 幼苗

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解题思路:(1)求f′(x)=[a/x−3−
1
x2],根据已知条件知f′(x)≤0对于x∈(0,+∞)上恒成立,得到a≤3x+
1
x
恒成立,所以只要求函数3x+[1/x]的最小值即得a的取值范围;
(2)求f′(x),并令f′(x)=0,得x=[1/3],或1,并能说明x=1时,函数f(x)取得极大值-2<0,且e−10
1
3
,f(e-10)>0,所以函数f(x)在(e-10,+∞)只有一个零点,所以方程f(x)=0只有一个实根,所以f(x)=0在(e-10,+∞)上根的个数为1.

(1)∵f(x)是一个单调递减函数,∴f′(x)=[a/x−3−
1
x2]≤0在(0,+∞)上恒成立;
即a≤3x+
1
x,∵3x+
1
x≥2
3,当x=

3
3时取“=“;
∴a≤2
3
∴a的取值范围是(-∞,2
3];
(2)f(x)=4lnx−3x+
1
x,f′(x)=[4/x−3−
1
x2=
−3x2+4x−1
x2],令f′(x)=0得:x=[1/3],或1,且e−10<
1
3;
∴x∈(e-10,[1/3])时,f′(x)<0,x∈([1/3],1)时,f′(x)>0,x∈(1,+∞)时,f′(x)<0;
∴x=1时,函数f(x)取得极大值-2<0,且f(e-10)=e10-3e-10-40>0
∴在(e-10,+∞)上函数f(x)只有一个零点,即方程f(x)=0只有一个实数根;
∴方程f(x)=0在(e-10,+∞)上根的个数为1.

点评:
本题考点: 函数单调性的判断与证明;根的存在性及根的个数判断.

考点点评: 考查函数的单调性和导数符号的关系,极值的概念,注意说明方程f(x)=0在(e-10,+∞)上只有一个实根的方法.

1年前

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