设函数f(x)=lnx+[a/x−1]在(0,[1/e])内有极值.

1个回答

  • 解题思路:(1)由于函数f(x)在(0,[1/e])内有极值.可知:f′(x)=0在

    (0,

    1

    e

    )

    内有解,利用二次函数的性质、函数的零点存在定理即可得出;

    (2)由f′(x)>0得0<x<α或x>β,由f′(x)<0得α<x<1或1<x<β.进而得出f(x)的单调性.

    由m=f(α),n=f(β),α+β=a+2,α•β=1,可得

    S=m−n=f(α)−f(β)=lnα+

    a

    α−1

    −lnβ−

    a

    β−1

    =-2lnβ-γ+[1/β].记h(β)=-2lnβ-γ+[1/β].利用导数研究其单调性即可得出.

    f(x)的定义域为{x|0<x<1,或x>1}.

    (1)f′(x)=

    1

    x−

    a

    (x−1)2=

    x2−(a+2)x+1

    x(x−1)2,

    ∵函数f(x)在(0,[1/e])内有极值.

    ∴f′(x)=0在(0,

    1

    e)内有解,

    令g(x)=x2-(a+2)x+1=(x-α)(x-β),

    不妨设0<α<

    1

    e,则β=

    1

    α>e

    ∴g(0)=1>0,g(

    1

    e)=

    1

    e2−

    a+2

    e+1<0,

    解得:a>e+

    1

    e−2.

    (2)由f′(x)>0得0<x<α或x>β,

    由f′(x)<0得α<x<1或1<x<β.

    ∴f(x)在(0,α)内递增,在(α,1)内递减,在(1,β)内递减,在(β,+∞)内递增.

    ∴m=f(α),n=f(β).

    ∵α+β=a+2,α•β=1,

    ∴S=m−n=f(α)−f(β)=lnα+

    a

    α−1−lnβ−

    a

    β−1

    =−2lnβ−a•

    1

    β−β

    2−(α+β)=−2lnβ−β+

    1

    β.

    记h(β)=−2lnβ−β+

    1

    β,h′(β)=−

    1

    β−1−

    1

    β2<0,

    ∴h(β)在(0,+∞)单调递减,

    ∴h(β)<h(e)=−2−e+

    1

    e,

    又当β→+∞时,h(β)→-∞,

    ∴S∈(−∞,−2−e+

    1

    e)

    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.

    考点点评: 本题考查了利用导数研究函数的单调性极值与最值、一元二次方程的根与系数的关系,考查了推理能力和计算能力,属于难题.