定义:F(x,y)=xy+lnx,x∈(0,+∞),y∈R,f(x)=F(x,xa)(其中a≠0).

1个回答

  • 解题思路:(1)求f(x)的单调区间,可用导数法,先得到 f(x)的表达式,对其求导,令导数大于0求出增区间,进而得出减区间,由于未知数的系数带着字母,故应对其符号进行讨论,本题得分成两类求单调区间.

    (2)

    f(x)<−

    1

    2

    恒成立,试求实数a的取值范围,此题先求出函数f(x)的最大值,令其小于-[1/2]解不等式即可求出实数a的取值范围,由(1)知,a>0时,f(x)增区间为(0,+∞);故此时不可能恒小于-[1/2],当求出a<0时的最大值令其小于-[1/2]即可解出,数a的取值范围.

    (3)当a=1时,f(x)=x2+lnx,

    f′(x)=2x+

    1

    x

    ,先研究

    f′(x)=2x+

    1

    x

    的单调性知其在N*上是增函数,故在区间[1,f′(n)]是增函数,欲求k的最小值,求出∈[1,f'(1)]时多少个k个正数的和大于2010即可.

    (1)f(x)=

    1

    ax2+lnx (x>0),则f′(x)=

    2

    ax+

    1

    x=

    2x2+a

    ax

    ①a>0时,f'(x)>0对x∈(0,+∞)恒成立,f(x)在(0,+∞)上递增

    ②当a<0时,令f'(x)=0,则x=

    −2a

    2,(3分)

    x∈(0,

    −2a

    2)时,f'(x)>0,f(x)为增函数;

    x∈(

    −2a

    2,+∞)时,f'(x)<0,f(x)为减函数.

    综上,a>0时,f(x)增区间为(0,+∞);

    a<0时,f(x)增区间为(0,

    −2a

    2),减区间为(

    −2a

    2,+∞).(5分)

    (2)由(1)知a>0时,f(x)在(0,+∞)递增,

    且x=1时,f(1)=

    1

    a>0,则f(1)>−

    1

    2,∴f(x)<−

    1

    2不恒成立,故a<0.(7分)

    又f(x)的极大值即f(x)最大值f(

    −2a

    2)=

    1

    a(

    −2a

    2)2+ln

    −2a

    2∵f(x)<−

    1

    2恒成立,

    只须[f(x)]max<−

    1

    2

    ∴ln

    −2a

    2<0,即0<

    −2a

    2<1∴-2<a<0(9分)

    (3)当a=1时,f(x)=x2+lnx,f′(x)=2x+

    1

    x

    令g(x)=f'(x),则g′(x)=2−

    1

    x2(11分)

    当x∈[1,+∞)时,g'(x)>0

    ∴f′(x)=2x+

    1

    x在[1,+∞)上是增函数

    当n∈N*时,f′(n)=2n+

    1

    n>2

    2

    ∴f'(x)在[1,f'(n)]上是增函数(13分)

    当n=1时,f'(1)=3∴当ai∈[1,f'(1)],i=1,2,3,…,k时,

    f′(ai)≤f′(f′(1))=f′(3)=

    19

    3

    则为使得k最小,需f′(ai)=

    19

    3,i=1,2,3,…,k

    则[19/3k≥2010,又k∈N*,所以kmin=318,

    当n>1时,f'(n)>f'(1),∴当ai∈[1,f'(n)],i=1,2,3,…,k时,

    f′(ai)≤f′(f′(n))=f′(2n+

    1

    n)则为使得k最小,

    需f′(ai)=f′(2n+

    1

    n),i=1,2,3,…,k

    则f′(2n+

    1

    n)×k≥2010,又f′(2n+

    1

    n)>f′(3)=

    19

    3]又k∈N*,所以kmin<318

    当k<318时,对n=1时,不存在k个正数,使得

    k

    i=1f′(ai)≥2010,所以,kmin=318(16分)

    点评:

    本题考点: 利用导数研究函数的单调性;函数恒成立问题.

    考点点评: 本题考查函数性质的综合运用,是一个对逻辑推理能力要求较高的题目,尤其是第三问,需要正确分析、判断、转化.