已知函数f(x)=a(x2+1)+x−1x-lnx(a∈R).

1个回答

  • 解题思路:(1)先对函数y=f(x)进行求导,然后令导函数大于0(或小于0)求出x的范围,根据f′(x)>0求得的区间是单调增区间,f′(x)<0求得的区间是单调减区间,即可得到答案.

    (2)由(1)知,当a=[1/3]时,f(x)在(0,1)上是增函数,在(1,2)上是减函数.分别讨论f(x)和g(x)的最值之间的关系,即可求出b的取值范围.

    解(1)∵f(x)=

    a(x2+1)+x−1

    x-lnx,

    ∴f′(x)=a−

    a−1

    x2−

    1

    x=

    ax2−x−(a−1)

    x2=

    (ax+a−1)(x−1)

    x2.

    ①当[1−a/a>1时,即0<a<

    1

    2]时,此时f(x)的单调性如下:

    x (0,1) 1 (1,[1−a/a]) [1−a/a] ([1−a/a,+∞)

    f′(x) + 0 _ 0 +

    f(x) 增 减 增当0<a<

    1

    2]时,f(x)在(0,1),([1−a/a,+∞)上是增函数,在(1,

    1−a

    a])上是减函数.

    ②当a=[1/2]时,f′(x)=

    (x−1)2

    2x2≥0,f(x)在(9,+∞)上是增函数.

    综上,当a≤0时,f(x)在(0,1)上是增函数,在(1,+∞)上是减函数;

    当0<a<[1/2]时,f(x)在(0,1),([1−a/a,+∞)上是增函数,

    在(1,

    1−a

    a])上是减函数

    (2)由(1)知,当a=[1/3]时,f(x)在(0,1)上是增函数,在(1,2)上是减函数.

    于是x1∈(0,2)时,f(x1)∈(-∞,[2/3]],从而存在x2∈[1,2],使得g(x2)=

    x22−2bx2+4≤[-f(x1)]min=−

    2

    3,

    等价为[g(x)]min≤−

    2

    3,x∈[1,2],

    考察g(x)=x2-2bx+4=(x-b)2+4-b2,x∈[1,2]的最小值.

    ①当b≤1时,g(x)在[1,2]上递增,[g(x)]min=g(1)=5-2b≤−

    2

    3,解得b≥

    17

    6(舍去),

    ②当b≥2时,g(x)在[1,2]上递减,[g(x)]min=g(2)=8-4b≤−

    2

    3,解得b≥[13/6]成立.

    ③当1<b<2时,[g(x)]min=g(b)=4-b2≤−

    2

    3,无解.

    综上b≥[13/6].

    点评:

    本题考点: 导数在最大值、最小值问题中的应用.

    考点点评: 本题主要考查导数在最大值、最小值问题中的应用及导函数的正负与原函数的单调性之间的关系,即当导函数大于0时原函数单调递增,当导函数小于0时原函数单调递减.综合性较强,难度较大.