已知函数f(x)=x+a2x-3,g(x)=x+lnx,其中a>0,F(x)=f(x)+g(x).

已知函数f(x)=x+
a2
x
-3,g(x)=x+lnx,其中a>0,F(x)=f(x)+g(x)

(1)若x=
1
2
是函数,y=F(x)的极值点,求实数a的值;
(2)若函数y=F(x)(x∈(0,3])的图象上任意一点处切线的斜率k≤
5
2
恒成立,求实数a的取值范围;
(3)若函数y=f(x)在[1,2]上有两个零点,求实数a的取值范围.
hohokou 1年前 已收到2个回答 举报

比我差远了 幼苗

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解题思路:先求出F(x)=2x+
a2
x
+lnx-3
及其导数F′(x)=2-
a2
x2
+
1
x

(1)x=
1
2
是函数,y=F(x)的极值点,故F′(
1
2
)=0
由此方程求a即可
(2)函数y=F(x)(x∈(0,3])的图象上任意一点处切线的斜率k≤
5
2
恒成立,由导数的几何意义知,此条件可以转化为导函数在x∈(0,3]的最大值小于等于[5/2],
(3)可将函数在[1,2]上有两个零点的问题转化为相应的方程有两个根,分离出参数a,得到a2=-x2+3x在x∈[1,2]上有两个不等实根,由二次函数的性质求得-x2+3x在x∈[1,2]上的值域,根据函数的图象即可得到参数a所满足的条件2≤a2
9
4
,a>0,解之即得所求的实数a的取值范围

F(x)=2x+
a2
x+lnx-3,F′(x)=2-
a2
x2+
1
x(2分)
(1)F′(
1
2)=4-4a2=0且a>0,∴a=1(4分)
(2)F′(x)=2-
a2
x2+
1
x≤
5
2对任意的x∈(0,3]恒成立(5分)
∴2a2≥-x2+2x对任意的x∈(0,3]恒成立,
∴2a2≥(-x2+2x)max,而当x=1时,-x2+2x=-(x-1)2+1取最大值为1,
∴2a2≥1,且a>0,∴a≥

2
2(8分)
(3)因为函数f(x)=x+
a2
x-3在[1,2]上有两个零点,
所以方程a2=-x2+3x在x∈[1,2]上有两个不等实根(a>0)(10分)
又因为函数y=-x2+3x=-(x-
3
2)2+
9
4在x∈[1,2]内的值域为[2,
9
4](12分)
由函数图象可得:2≤a2<
9
4,a>0,所以:
2≤a<
3
2,
即实数a的取值范围是[
2,
3
2)(14分)

点评:
本题考点: ["利用导数研究函数的极值","函数在某点取得极值的条件","利用导数研究曲线上某点切线方程"]

考点点评: 本题考点是利用导数研究函数的极值,考查了求导的运算,极值存在的条件,导数的几何意义,以及函数的零点与相应方程的根的关系,二次函数的图象与性质等知识,本题综合性强,转化灵活,能答题者观察转化的能力要求较高.

1年前

7

shizhu06 幼苗

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(1) F'(1/2)=0 a^2=1 因为a>0所以a=1
(2) 切线的斜率=F'(x)=2+1/x-a^2/x^2≤ 5/2 1-2a^2≤(x-1)^2恒成立,需满足1-2a^2≤0
a∈(0,1/√2]
(3) f(x)=0 x+ a^2/x -3=0 x^2-3x+a^2=0 在[1,2]上有两个零点需满足9-4a^2>0且f(1)≤0即a^2≤2
最终a∈(0,√2]

1年前

2
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