已知函数f(x)=lnx+2x,g(x)=a(x2+x).

1个回答

  • 解题思路:(1)因为函数f(x)=lnx+2x,g(x)=a(x2+x),把a=[1/2],得

    F(x)=lnx+2x−

    1

    2

    x

    2

    1

    2

    x

    ,然后求出其导数F′(x),最后根据导数判断函数的单调性,从而求解;

    (2)由题意f(x)≤g(x)恒成立,构造新函数F(x)=f(x)-g(x),然后求出

    F′(x)=−

    (2x+1)(ax−1)

    2x

    ,只要证F(x)的最大值小于0,就可以了.

    (Ⅰ)F(x)=lnx+2x−

    1

    2x2−

    1

    2x,

    其定义域是(0,+∞)

    F′(x)=

    1

    x+2−x−

    1

    2=−

    (2x+1)(x−2)

    2x

    令F′(x)=0,得x=2,x=−

    1

    2(舍去).(3分)

    当0<x<2时,F′(x)>0,函数单调递增;

    当x>2时,F′(x)<0,函数单调递减;

    即函数F(x)的单调区间为(0,2),(2,+∞).(6分)

    (Ⅱ)设F(x)=f(x)-g(x),

    则F′(x)=−

    (2x+1)(ax−1)

    x,(8分)

    当a≤0时,F′(x)≥0,F(x)单调递增,

    F(x)≤0不可能恒成立,(10分)

    当a>0时,令F′(x)=0,得x=

    1

    a,x=−

    1

    2(舍去).

    当0<x<

    1

    a时,F′(x)>0,函数单调递增;

    当x>

    1

    a时,F′(x)<0,函数单调递减;(13分)

    故F(x)在(0,+∞)上的最大值是F(

    1

    a),

    依题意F(

    1

    a)≤0恒成立,

    即ln

    1

    a+

    1

    a−1≤0,

    又g(a)=ln

    1

    a+

    1

    a−1单调递减,且g(1)=0,

    故ln

    1

    a+

    1

    a−1≤0成立的充要条件是a≥1,

    所以a的取值范围是[1,+∞).

    lnx+2x≤a(x2+x)恒成立,由于x>0,即:a≥[lnx+2x

    x2+x,即只要确定

    lnx+2x

    x2+x的最大值即可.

    设h(x)=

    lnx+2x

    x2+x h'(x)=

    x2+x

    2 +

    1/x−(2x+1)(lnx+2x)

    (x2+x)2]

    =

    (2x+1)(1−x−lnx)

    点评:

    本题考点: 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: 此题主要考查函数的导数,函数单调性的判定,函数最值,函数、方程与不等式等基础知识,一般出题者喜欢考查学生的运算求解能力、推理论证能力及分析与解决问题的能力,要出学生会用数形结合的思想、分类与整合思想,化归与转化思想、有限与无限的思想来解决问题.