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.