(2013•太原一模)已知函数f(x)=(2-a)(x-1)-2lnx,g(x)=xe1-x(a∈R,e为自然对数的底数

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  • 解题思路:(Ⅰ)不等式f(x)>0对于一切

    x∈(0,

    1

    2

    )

    恒成立,分离参数后即

    a>2−

    2lnx

    x−1

    (0,

    1

    2

    )

    内恒成立,构造函数h(x)=2-[2lnx/x−1](x

    ∈(0,

    1

    2

    )

    ),则问题转化为a>h(x)max,利用导数即可求得函数h(x)的最大值;

    (Ⅱ)求出g′(x),根据导函数的正负得到函数的单调区间,即可求出g(x)的值域,而当a等于2时不合题意,当a不等于2

    时,求出f′(x)=0时x的值,根据x属于(0,e]列出关于a的不等式得到①,并根据此时的x的值讨论导函数的正负得到函数f(x)的单调区间,根据单调区间得到②和③,令②中不等式的坐标为一个函数,求出此函数的导函数,讨论导函数的正负得到函数的单调区间,根据函数的增减性得到此函数的最大值,即可解出②恒成立和解出③得到④,联立①和④即可解出满足题意a的取值范围.

    (Ⅰ)由题意得(2-a)(x-1)-2lnx>0在(0,

    1

    2)内恒成立,即a>2−

    2lnx

    x−1在(0,

    1

    2)内恒成立,

    设h(x)=2−

    2lnx

    x−1,x∈(0,

    1

    2),则h′(x)=

    2lnx+

    2

    x−2

    (x−1)2,

    设φ(x)=2lnx+

    2

    x−2,x∈(0,

    1

    2),则φ′(x)=

    2

    x−

    2

    x2<0,

    ∴φ(x)在(0,

    1

    2)内是减函数,∴φ(x)>φ(

    1

    2)=2−2ln2>0,

    ∴h'(x)>0,h(x)在(0,

    1

    2)内为增函数,

    则h(x)<h(

    1

    2)=2−4ln2,∴a≥2-4ln2,

    故a的最小值为2-4ln2.

    (Ⅱ)g'(x)=e1-x-xe1-x=(1-x)e1-x

    当x∈(0,1)时,g'(x)>0,函数g(x)单调递增;

    当x∈(1,e]时,g'(x)<0,函数g(x)单调递减.

    又因为g(0)=0,g(1)=1,g(e)=e•e1-e>0,

    所以,函数g(x)在(0,e]上的值域为(0,1].

    当a=2时,不合题意;当a≠2时,f'(x)=2-a-[2/x]=

    (2−a)x−2

    x=

    (2−a)(x−

    2

    2−a)

    x,x∈(0,e]

    当x=[2/2−a]时,f'(x)=0.

    由题意得,f(x)在(0,e]上不单调,故0<[2/2−a]<e,即a<2-[2/e]①

    此时,当x变化时,f'(x),f(x)的变化情况如下:

    又因为,当x→0时,f(x)→+∞,

    f([2/2−a])=a-2ln[2/2−a],f(e)=(2-a)(e-1)-2,

    所以,对任意给定的x0∈(0,e],在(0,e]上总存在两个不同的xi(i=1,2),

    使得f(xi)=g(x0)成立,当且仅当a满足下列条件:

    点评:

    本题考点: 函数恒成立问题;函数的零点;利用导数研究函数的单调性.

    考点点评: 此题考查学生会利用导函数研究函数的恒成立问题、最值问题,考查学生分析解决问题的能力.