(2014•天津三模)已知函数f(x)=(2-a)(x-1)-2lnx,g(x)=xe1-x.(a∈R,e为自然对数的底

(2014•天津三模)已知函数f(x)=(2-a)(x-1)-2lnx,g(x)=xe1-x.(a∈R,e为自然对数的底数)
(Ⅰ)当a=1时,求f(x)的单调区间;
(Ⅱ)若函数f(x)在(0,
1
2
)
上无零点,求a的最小值;
(Ⅲ)若对任意给定的x0∈(0,e],在(0,e]上总存在两个不同的xi(i=1,2),使得f(xi)=g(x0)成立,求a的取值范围.
jlfriday 1年前 已收到1个回答 举报

鑔猏ér過 幼苗

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解题思路:(Ⅰ)把a=1代入到f(x)中求出f′(x),令f′(x)>0求出x的范围即为函数的增区间,令f′(x)<0求出x的范围即为函数的减区间;
(Ⅱ)f(x)<0时不可能恒成立,所以要使函数在(0,[1/2])上无零点,只需要对x∈(0,[1/2])时f(x)>0恒成立,列出不等式解出a大于一个函数,利用导数得到函数的单调性,根据函数的增减性得到这个函数的最大值即可得到a的最小值;
(Ⅲ)求出g′(x),根据导函数的正负得到函数的单调区间,即可求出g(x)的值域,而当a=2时不合题意;当a≠2时,求出f′(x)=0时x的值,根据x∈(0,e]列出关于a的不等式得到①,并根据此时的x的值讨论导函数的正负得到函数f(x)的单调区间,根据单调区间得到②和③,令②中不等式的坐标为一个函数,求出此函数的导函数,讨论导函数的正负得到函数的单调区间,根据函数的增减性得到此函数的最大值,即可解出②恒成立和解出③得到④,联立①和④即可解出满足题意a的取值范围.

(Ⅰ)当a=1时,f(x)=x-1-2lnx,则f′(x)=1-[2/x],
由f′(x)>0,得x>2;
由f′(x)<0,得0<x<2.
故f(x)的单调减区间为(0,2],单调增区间为[2,+∞);

(Ⅱ)因为f(x)<0在区间(0,
1
2)上恒成立不可能,
故要使函数f(x)在(0,
1
2)上无零点,
只要对任意的x∈(0,
1
2),f(x)>0恒成立,即对x∈(0,
1
2),a>2−
2lnx
x−1恒成立.
令l(x)=2−
2lnx
x−1,x∈(0,
1
2),则l(x)=−

2
x(x−1)−2lnx
(x−1)2=
2lnx+
2
x−2
(x−1)2,
再令m(x)=2lnx+
2
x−2,x∈(0,
1
2),
则m′(x)=−
2
x2+
2
x=
−2(1−x)
x2<0,故m(x)在(0,
1
2)上为减函数,于是m(x)>m(
1
2)=2−2ln2>0,
从而,l(x)>0,于是l(x)在(0,
1
2)上为增函数,所以l(x)<l(
1
2)=2−4ln2,
故要使a>2−
2lnx
x−1恒成立,只要a∈[2-4ln2,+∞),
综上,若函数f(x)在(0,
1
2)上无零点,则a的最小值为2-4ln2;

(Ⅲ)g′(x)=e1-x-xe1-x=(1-x)e1-x
当x∈(0,1)时,g′(x)>0,函数g(x)单调递增;
当x∈(1,e]时,g′(x)<0,函数g(x)单调递减.
又因为g(0)=0,g(1)=1,g(e)=e•e1-e>0,
所以,函数g(x)在(0,e]上的值域为(0,1].
当a=2时,不合题意;
当a≠2时,f′(x)=2−a−
2
x=
(2−a)x−2
x=
(2−a)(x−
2
2−a)
x,x∈(0,e]
当x=

点评:
本题考点: 利用导数研究函数的单调性;利用导数求闭区间上函数的最值.

考点点评: 此题考查学生会利用导函数的正负确定函数的单调性,会根据函数的增减性求出闭区间上函数的最值,掌握不等式恒成立时所满足的条件,是一道压轴题.

1年前

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