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.