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.