已知函数f(x)=alnx+12x2,g(x)=(a+1)x-4.

1个回答

  • 解题思路:(I)先对函数求导,然后可求y=f(x)在(1,f(1))处的切线斜率,即可求出切线方程

    (II)构造函数h(x)=f(x)-g(x),由题意可得h(x)在

    x∈[

    1

    e

    , e]

    上的最大值小于0.利用导数可判断h(x)的单调性,进而可求h(x)的最大值,即可

    (Ⅰ)f(x)=−2lnx+

    1

    2x2,f′(x)=−

    2

    x+x(x>0).…(3分)

    ∵f(1)=

    1

    2,∴切点为(1,

    1

    2),切线斜率k=f'(1)=-1.

    ∴f(x)在(1,f(1))处的切线方程为2x+2y-3=0. …(6分)

    (Ⅱ)f(x)<g(x)在x∈[

    1

    e, e]上恒成立,也就是h(x)=f(x)-g(x)在x∈[

    1

    e, e]上的最大值小于0.

    令h(x)=f(x)-g(x)=alnx+

    1

    2x2−(a+1)x+4,

    则h'(x)=[a/x+x−(a+1)=

    x2−(a+1)x+a

    x=

    (x−1)(x−a)

    x](x>0).…(9分)

    (1)若a≥e,则当x∈[

    1

    e, 1]时,h'(x)>0,h(x)单调递增;

    当x∈[1,e]时,h'(x)<0,h(x)单调递减.

    ∴h(x)的最大值为h(1)=−a+

    7

    2<0,∴a>

    7

    2.…(11分)

    (2)若1<a<e,则当x∈[

    1

    e, 1]时,h'(x)>0,h(x)单调递增;

    当x∈[1,a]时,h'(x)<0,h(x)单调递减;

    当x∈[a,e]时,h'(x)>0,h(x)单调递增.

    ∴h(x)的最大值为max{h(1),h(e)},从而

    h(1)<0

    h(e)<0. …(13分)

    其中,由h(1)<0,得a>

    7

    2,这与1<a<e矛盾.

    综合(1)(2)可知:当a>

    7

    2时,对任意的x∈[

    1

    e, e],恒有f(x)<g(x)成立.…(15分)

    点评:

    本题考点: 利用导数研究曲线上某点切线方程;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: 本题考查了导数与极值之间的关系,导数几何意义的应用,以及函数与不等式之间的相互转化,体现了转化思想及分类讨论思想的应用.