(2014•淮南二模)已知函数f(x)=(2-a)(x-1)-2lnx,g(x)=ex-x+1.(a为常数,e为自然对数

(2014•淮南二模)已知函数f(x)=(2-a)(x-1)-2lnx,g(x)=ex-x+1.(a为常数,e为自然对数的底)
(1)当a=1时,求f(x)的单调区间;
(2)若函数f(x)在区间(0,[1/2])无零点,求a的最小值;
(3)若对任意给定的x0∈(0,1],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.
lhuijiang 1年前 已收到1个回答 举报

ekcou 幼苗

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解题思路:(1)求导函数,令f′(x)>0,可得f(x)的单调递增区间;令f′(x)<0,可得f(x)的单调递减区间;
(2)若函数f(x)在区间(0,[1/2])无零点转化为对∀x∈(0,
1
2
)
,f(x)>0恒成立;将参数a分离出,求函数的最小值.
(3)利用导数判定出函数g(x)在区间(0,1]上是增函数,求出g(x)∈(2,e];进一步利用导数求出f(x)的最值,再根据函数的零点存在性定理求出参数a满足的条件.

(1)当a=1时,f(x)=x-1-2lnx(x>0)则f′(x)=1−
2
x.
令f′(x)>0得x>2;令f′(x)<0得0<x<2
故f(x)的单调递减区间为(0,2],单调递增区间为[2,+∞)…(3分)
(2)∵函数f(x)<0在区间(0,
1
2)上不可能恒成立,
故要使函数f(x)在区间(0,
1
2)上无零点,只要对∀x∈(0,
1
2),f(x)>0恒成立
.即对∀x∈(0,
1
2),a>2−
2lnx
x−1恒成立.…(4分)
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,则m′(x)=
2
x−
2
x2=
−2(1−x)
x2,
∵x∈(0,
1
2),
∴m′(x)<0
故函数m(x)在区间(0,
1
2)上单调递减,
∴m(x)>m(
1
2)=2−2ln2>0
即l′(x)>0,∴函数l(x)在区间(0,
1
2)上单调递增,
∴l(x)<l(
1
2)=2−4ln2…(6分)
故只要a≥2-4ln2函数f(x)在区间(0,
1
2)上无零点,
所以amin=2-4ln2…(7分)
(3)∵g′(x)=ex-1,当x∈(0,1],g′(x)>0,
∴函数g(x)在区间(0,1]上是增函数.
∴g(x)∈(2,e]…(8分)
当a=2时,f(x)=-2lnx,不符题意
当a≠2时,f′(x)═2−a−
2
x=
(2−a)x−2
x
当x=
2
2−a

点评:
本题考点: 利用导数研究函数的单调性;利用导数研究函数的极值.

考点点评: 本题考查导数知识的运用,考查函数的单调性,考查学生分析解决问题的能力,属于难题.

1年前

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