(2014•南京模拟)已知函数f(x)=lnx(x>0).

1个回答

  • 解题思路:(1)求导数,确定函数的单调性,即可求函数g(x)=f(x)-x+1的极值;

    (2)求导数,分类讨论,利用导数的正负,即可求函数h(x)=f(x)+|x-a|(a为实常数)的单调区间;

    (3)注意:①适当变形后研究函数h(x);②当k>2时,区间(1,k-1)是如何找到的.

    (1)g (x)=lnx-x+1,g′(x)=[1/x]-1=[1−x/x],

    当0<x<1时,g′(x)>0;当x>1时,g′(x)<0,

    可得g (x)在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减,

    故g (x)有极大值为g (1)=0,无极小值.

    (2)h(x)=lnx+|x-a|.

    当a≤0时,h(x)=lnx+x-a,h′(x)=1+[1/x]>0恒成立,此时h(x)在(0,+∞)上单调递增;

    当a>0时,h(x)=

    lnx+x−a,x≥a

    lnx−x+a,0<x<a

    ①当x≥a时,h(x)=lnx+x-a,h′(x)=1+[1/x]>0恒成立,此时h(x)在(a,+∞)上单调递增;

    ②当0<x<a时,h(x)=lnx-x+a,h′(x)=[1/x]-1=[1−x/x].

    当0<a≤1时,h′(x)>0恒成立,此时h(x)在(0,a)上单调递增;

    当a>1时,当0<x<1时h′(x)>0,当1≤x<a时h′(x)≤0,

    所以h(x)在(0,1)上单调递增,在(1,a)上单调递减.

    综上,当a≤1时,h(x)的增区间为(0,+∞),无减区间;

    当a>1时,h(x)增区间为(0,1),(a,+∞);减区间为(1,a).

    (3)不等式(x2-1)f (x)≥k(x-1)2对一切正实数x恒成立,

    即(x2-1)lnx≥k(x-1)2对一切正实数x恒成立.

    当0<x<1时,x2-1<0;lnx<0,则(x2-1)lnx>0;

    当x≥1时,x2-1≥0;lnx≥0,则(x2-1)lnx≥0.

    因此当x>0时,(x2-1)lnx≥0恒成立.

    又当k≤0时,k(x-1)2≤0,故当k≤0时,(x2-1)lnx≥k(x-1)2恒成立.

    下面讨论k>0的情形.

    当x>0且x≠1时,(x2-1)lnx-k(x-1)2=(x2-1)[lnx-

    k(x−1)

    x+1].

    设h(x)=lnx-

    k(x−1)

    x+1( x>0且x≠1),h′(x)=[1/x]-

    2k

    (x+1)2=

    x2+2(1−k)x+1

    x(x+1)2.

    记△=4(1-k)2-4=4(k2-2k).

    ①当△≤0,即0<k≤2时,h′(x)≥0恒成立,故h(x)在(0,1)及(1,+∞)上单调递增.

    于是当0<x<1时,h(x)<h(1)=0,又x2-1<0,故(x2-1)h(x)>0,即(x2-1)lnx>k(x-1)2

    当x>1时,h(x)>h(1)=0,又x2-1>0,故(x2-1)h(x)>0,即(x2-1)lnx>k(x-1)2

    又当x=1时,(x2-1)lnx=k(x-1)2

    因此当0<k≤2时,(x2-1)lnx≥k(x-1)2对一切正实数x恒成立.

    ②当△>0,即k>2时,设x2+2(1-k)x+1=0的两个不等实根分别为x1,x2(x1<x2).

    函数φ(x)=x2+2(1-k)x+1图象的对称轴为x=k-1>1,

    又φ(1)=4-2k<0,于是x1<1<k-1<x2

    故当x∈(1,k-1)时,φ(x)<0,即h′(x)<0,从而h(x)在(1,k-1)在单调递减;

    而当x∈(1,k-1)时,h(x)<h(1)=0,此时x2-1>0,于是(x2-1)h(x)<0,即(x

    点评:

    本题考点: 利用导数研究函数的极值;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.

    考点点评: 本题以函数的最值为载体考查分类讨论思想.第三问比较难,两个注意:①适当变形后研究函数h(x);②当k>2时,区间(1,k-1)是如何找到的.