(2014•鄂州模拟)设函数f(x)=a(x-1),g(x)=(x+b)lnx(a,b是实数,且a>0)

(2014•鄂州模拟)设函数f(x)=a(x-1),g(x)=(x+b)lnx(a,b是实数,且a>0)
(Ⅰ)若g(x)在其定义域内为单调增函数,求b的取值范围;
(Ⅱ)当b=1时,若f(x)≤g(x)在[1,+∞)上恒成立,求a的取值范围.
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clntye 春芽

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解题思路:(Ⅰ)求函数的导数,利用g(x)在其定义域内为单调增函数,转化为g′(x)≥0在(0,+∞)上恒成立
,即可求b的取值范围;
(Ⅱ)将不等式恒成立,转化为求函数的最值问题,利用导数即可得到结论.

(Ⅰ)由题意得g′(x)≥0在(0,+∞)上恒成立,
即g′(x)=lnx+(x+b)
1
x=lnx+1+
b
x≥0在(0,+∞)上恒成立.
∴[b/x≥−lnx−1(x>0).
∴b≥-xlnx-x.
令h(x)=-xlnx-x,只需b≥h(x)max h′(x)=-lnx-1-1=-lnx-2.
令h′(x)>0,得 0<x<e-2
令h′(x)<0,得x>e-2
∴h(x)在(0,e-2)递增,在( e-2,+∞)递减.
∴h(x)max=h(e−2)=−e−2lne−2−e−2=e−2.
∴b≥e-2
(Ⅱ)当b=1时,a(x-1)≤(x+1)lnx在[1,+∞)上恒成立,
等价于lnx≥
a(x−1)
x+1]在[1,+∞)上恒成立,
令ϕ(x)=lnx−
a(x−1)
x+1,
则ϕ(1)=0且ϕ′(x)=
1
x−
2a
(x+1)2=
x2+2(1−a)x+1
x(x+1)2,
因x2项系数为1,则由△=4(1-a)2-4≤0,得0<a≤2,
故当0<a≤2时,ϕ′(x)≥0恒成立,
∴ϕ(x)在[1,+∞)上单调递增.
∴ϕ(x)≥ϕ(1)=0,即ϕ(x)≥0在[1,+∞)上单调递增.
当a>2时,令ϕ′(x)=0,得x1=a−1+
a2−2ax2=a−1−
a2−2a.
∵a>2,∴x1>1而x2<1

(⇔a−2<
a2−2a ⇔a2−4a+4<a2−2a
⇔4<2a),
∴x−(a−1−

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: 本题主要考查函数单调性和最值与导数之间的关系,考查学生的运算能力,综合性较强,难度较大.

1年前

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