已知函数f(x)=lnx-[a/x].

已知函数f(x)=lnx-[a/x].
(Ⅰ)若a>0,试判断f(x)在定义域内的单调性;
(Ⅱ)若f(x)在[1,e]上的最小值为[3/2],求实数a的值;
(Ⅲ)若f(x)<x2在(1,+∞)上恒成立,求实数a的取值范围.
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liuxucheng 幼苗

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解题思路:(Ⅰ)先求出f(x)的定义域,再求出f′(x)=[x+ax2,从而得出函数的单调区间;
(Ⅱ)分别讨论①若a≥-1,②若a≤-e,③若-e<a<-1的情况,结合函数的单调性,得出函数的单调区间,从而求出a的值;
(Ⅲ)由题意得a>xlnx-x3,令g(x)=xlnx-x3,得到h(x)=g′(x)=1+lnx-3x2,h′(x)=
1−6x2/x],得出h(x)在(1,+∞)递减,从而g(x)在(1,+∞)递减,问题解决.

(Ⅰ)由题意得f(x)的定义域是(0,+∞),且f′(x)=[x+a
x2,
∵a>0,∴f′(x)>0,
故f(x)在(0,+∞)单调递增;
(Ⅱ)由(Ⅰ)可得f′(x)=
x+a
x2,
①若a≥-1,则x+a≥0,即f′(x)≥0在[1,e]上恒成立,
此时f(x)在[1,e]上递增,
∴f(x)min=f(1)=-a=
3/2],∴a=-[3/2](舍),
②若a≤-e,则x+a≤0,即f′(x)≤0在[1,e]上恒成立,
此时f(x)在[1,e]上递减,
∴f(x)min=f(e)=1-[a/e]=[3/2],∴a=-[e/2](舍),
③若-e<a<-1,令f′(x)=0,得x=-a,
当1<x<-a时,f′(x)<0,∴f(x)在(1,-a)递减,
当-a<x<e时,f′(x)>0,∴f(x)在(-a,e)递增,
∴f(x)min=f(-a)=ln(-a)+1=[3/2],∴a=-
e,
综上a=-
e;
(Ⅲ)∵f(x)<x2,∴lnx-[a/x]<x2,又x>0,∴a>xlnx-x3
令g(x)=xlnx-x3,h(x)=g′(x)=1+lnx-3x2,h′(x)=
1−6x2
x,
∵x∈(1,+∞)时,h′(x)<0,∴h(x)在(1,+∞)递减,
∴h(x)<h(1)=-2<0,即g′(x)<0,∴g(x)在(1,+∞)递减,
∴g(x)<g(1)=-1,∴a≥-1时,f(x)<x2在(1,+∞)恒成立.

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;导数在最大值、最小值问题中的应用.

考点点评: 本题考查了函数的单调性问题,考查了函数的最值问题,考查了导数的应用,考查了分类讨论思想,是一道综合题.

1年前

1

tonghk 幼苗

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总的来说就是求导!配合点不等式的知识,再多就是分离参数而已,
导函数的正负对于原函数的增减,导函数的零点对应原函数的极值点(可能极大,可能极小!)
这是思路!

1年前

2

joycewill 幼苗

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不好意思,因为毕业几年了,好多知识被我忘记了!建议你去看一下,大学里面函数单调性的判断(根据导数来判断一个函数的单调性,非常容易就可以得到答案了)

1年前

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