(2010•山东)已知函数f(x)=lnx−ax+1−ax−1(a∈R).

(2010•山东)已知函数f(x)=lnx−ax+
1−a
x
−1
(a∈R).
(Ⅰ)当a≤
1
2
时,讨论f(x)的单调性;
(Ⅱ)设g(x)=x2-2bx+4.当a=
1
4
时,若对任意x1∈(0,2),存在x2∈[1,2],使f(x1)≥g(x2),求实数b取值范围.
冰川雪松 1年前 已收到1个回答 举报

20050607 幼苗

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解题思路:(Ⅰ)直接利用函数与导数的关系,求出函数的导数,再讨论函数的单调性;
(Ⅱ)利用导数求出f(x)的最小值、利用二次函数知识或分离常数法求出g(x)在闭区间[1,2]上的最大值,然后解不等式求参数.

(Ⅰ)f(x)=lnx−ax+
1−a
x−1(x>0),f′(x)=
l
x−a+
a−1
x2=
−ax2+x+a−1
x2(x>0)
令h(x)=ax2-x+1-a(x>0)
(1)当a=0时,h(x)=-x+1(x>0),
当x∈(0,1),h(x)>0,f′(x)<0,函数f(x)单调递减;
当x∈(1,+∞),h(x)<0,f′(x)>0,函数f(x)单调递增.
(2)当a≠0时,由f′(x)=0,即ax2-x+1-a=0,解得x1=1,x2=
1
a−1.
当a=
1
2时x1=x2,h(x)≥0恒成立,此时f′(x)≤0,函数f(x)单调递减;
当0<a<
1
2时,[1/a−1>1>0,x∈(0,1)时h(x)>0,f′(x)<0,函数f(x)单调递减;
x∈(1,
1
a−1)时,h(x)<0,f′(x)>0,函数f(x)单调递增;
x∈(
1
a−1,+∞)时,h(x)>0,f′(x)<0,函数f(x)单调递减.
当a<0时
1
a−1<0,当x∈(0,1),h(x)>0,f′(x)<0,函数f(x)单调递减;
当x∈(1,+∞),h(x)<0,f′(x)>0,函数f(x)单调递增.
综上所述:当a≤0时,函数f(x)在(0,1)单调递减,(1,+∞)单调递增;
当a=
1
2]时x1=x2,h(x)≥0恒成立,此时f′(x)≤0,函数f(x)在(0,+∞)单调递减;
当0<a<
1
2时,函数f(x)在(0,1)单调递减,(1,
1
a−1)单调递增,(
1
a−1,+∞)单调递减.

(Ⅱ)当a=
1
4时,f(x)在(0,1)上是减函数,在(1,2)上是增函数,所以对任意x1∈(0,2),
有f(x1)≥f(1)=−
1
2,
又已知存在x2∈[1,2],使f(x1)≥g(x2),所以−
1
2≥g(x2),x2∈[1,2],(※)
又g(x)=(x-b)2+4-b2,x∈[1,2]
当b<1时,g(x)min=g(1)=5-2b>0与(※)矛盾;
当b∈[1,2]时,g(x)min=g(b)=4-b2≥0也与(※)矛盾;
当b>2时,g(x)min=g(2)=8−4b≤−
1
2,b≥
17
8.
综上,实数b的取值范围是[
17
8,+∞).

点评:
本题考点: 利用导数研究函数的单调性.

考点点评: 本题将导数、二次函数、不等式知识有机的结合在一起,考查了利用导数研究函数的单调性、利用导数求函数的最值以及二次函数的最值问题,考查了同学们分类讨论的数学思想以及解不等式的能力;考查了学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力.

1年前

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