(2011•杭州一模)已知函数f(x)=ax2+lnx(a∈R)

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  • 解题思路:(1)由题意得

    f(x)=

    1

    2

    x

    2

    +lnx

    f′(x)=x+

    1

    x

    x

    2

    +1

    x

    >0,∴f(x)在区间[1,e]上为增函数,即可求出函数的最值.

    (2)①由题意得:令

    p(x)=f(x)−

    f

    2

    (x)=(a−

    1

    2

    )

    x

    2

    −2ax+lnx

    <0,对x∈(1,+∞)恒成立,且h(x)=f1(x)-f(x)=

    1

    2

    x

    2

    +2ax−

    a

    2

    lnx

    <0对x∈(1,+∞)恒成立,

    p′(x)=

    (x−1)[(2a−1)x−1]

    x

    分类讨论当

    a>

    1

    2

    a≤

    1

    2

    时两种情况求函数的最大值,可得到a的范围.又因为h′(x)=-x+2a-

    a

    2

    x

    =

    x

    2

    +2ax−

    a

    2

    x

    (x−a)

    2

    x

    <0,h(x)在(1,+∞)上为减函数,可得到a的另一个范围,综合可得a的范围.

    ②设y=f2(x)-f1(x)=[1/3]x2-[5/9]lnx,x∈(1,+∞).因为y′=[2x/3−

    5

    9x

    6

    x

    2

    −5

    9x]>0,y=f2(x)-f1(x)在(1,+∞)为增函数,

    所以f2(x)-f1(x)>f2(1)-f1(1)=[1/3].设R(x)=f1(x)+

    1

    3

    λ

    (0<λ<1),则f1(x)<R(x)<f2(x).

    (1)当a=

    1

    2时,f(x)=

    1

    2x2+lnx,f′(x)=x+

    1

    x=

    x2+1

    x;

    对于x∈[1,e],有f'(x)>0,∴f(x)在区间[1,e]上为增函数,

    ∴fmax(x)=f(e)=1+

    e2

    2,fmin(x)=f( 1 )=

    1

    2.

    (2)①在区间(1,+∞)上,函数f(x)是f1(x),f2(x)的“活动函数”,则f1(x)<f(x)<f2(x)

    令p(x)=f(x)−f2(x)=(a−

    1

    2)x2−2ax+lnx<0,对x∈(1,+∞)恒成立,

    且h(x)=f1(x)-f(x)=−

    1

    2x2+2ax−a2lnx<0对x∈(1,+∞)恒成立,

    ∵p′(x)=(2a−1)x−2a+

    1

    x=

    (2a−1)x2−2ax+1

    x=

    (x−1)[(2a−1)x−1]

    x

    1)若a>

    1

    2,令p′(x)=0,得极值点x1=1,x2=

    1

    2a−1,

    当x2>x1=1,即[1/2<a<1时,在(x2,+∞)上有p′(x)>0,

    此时p(x)在区间(x2,+∞)上是增函数,并且在该区间上有p(x)∈(p(x2),+∞),不合题意;

    当x2<x1=1,即a≥1时,同理可知,p(x)在区间(1,+∞)上,有p(x)∈(p(1),+∞),也不合题意;

    2)若a≤

    1

    2],则有2a-1≤0,此时在区间(1,+∞)上恒有p′(x)<0,

    从而p(x)在区间(1,+∞)上是减函数;

    要使p(x)<0在此区间上恒成立,只须满足p(1)=−a−

    1

    2≤0⇒a≥−

    1

    2,

    所以−

    1

    2≤a≤[1/2].

    又因为h′(x)=-x+2a-

    a2

    x=

    −x2+2ax−a2

    x=

    点评:

    本题考点: 利用导数求闭区间上函数的最值;函数恒成立问题;利用导数研究函数的单调性.

    考点点评: 本题考查的知识点是利用导数求函数的最值,利用最值解决恒成立问题,二对于新定义题型关键是弄清新概念与旧知识点之间的联系即可,结合着我们已学的知识解决问题,这是高考考查的热点之一.

    1年前

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