已知函数f(x)=x−alnx+bx在x=1处取得极值,且a>3

1个回答

  • 解题思路:(1)求导函数,利用函数在x=1处取得极值,可得a与b满足的关系式;

    (2)确定函数f(x)的定义域,求导函数,确定分类标准,从而可得函数f(x)的单调区间;

    (3)当a>3时,确定f(x)在[[1/2],2]上的最大值,g(x)在[[1/2],2]上的最小值,要使存在m1,m2∈[[1/2],2],使得|f(m1)-g(m2)|<9成立,只需要|f(x)max-g(x)min|<9,即可求得a的取值范围.

    (1)∵f(x)=x−alnx+

    b

    x,

    ∴f′(x)=1-[a/x]-[b

    x2,

    ∵f(x)=x−alnx+

    b/x]在x=1处取得极值,

    ∴f′(1)=0,

    ∴1-a-b=0,即b=1-a.

    (2)函数f(x)的定义域为(0,+∞),

    由(1)可得f′(x)=1-[a/x]-[b

    x2=

    x2−ax−(1−a)

    x2=

    (x−1)[x−(a−1)]

    x2,

    令f′(x)=0,则x1=1,x2=a-1.

    ∵a>3,x2>x1,当x∈(0,1)∪(a-1,+∞)时,f(x)>0;

    当x∈(1,a-1)时,f(x)<0.

    ∴f(x)的单调递增区间为(0,1),(a-1,+∞);单调递减区间为(1,a-1).

    (3)当a>3时,f(x)在[

    1/2],1)上为增函数,在(1,2]为减函数,

    所以f(x)的最大值为f(1)=2-a<0.

    因为函数g(x)在[[1/2],2]上是单调递增函数,

    所以g(x)的最小值为g([1/2])=[1/4]a2+3>0.

    所以g(x)>f(x)在[[1/2],2]上恒成立.

    要使存在m1,m2∈[[1/2],2],使得|f(m1)-g(m2)|<9成立,只需要g([1/2])-f(1)<9,

    即[1/4]a2+3-(2-a)<9,

    所以-8<a<4.

    又因为a>3,所以a的取值范围是(3,4).

    点评:

    本题考点: 函数在某点取得极值的条件;利用导数研究函数的单调性.

    考点点评: 本题考查导数知识的运用,考查函数的单调性,考查恒成立问题,解题的关键是正确求导,确定分类标准,利用函数的最值解决恒成立问题.