设函数f(x)=x−alnx+bx在x=1处取得极值.

1个回答

  • 解题思路:(Ⅰ)求导函数,利用函数在x=1处取得极值,可得a与b满足的关系式;

    (Ⅱ)确定函数f(x)的定义域,求导函数,确定分类标准,从而可得函数f(x)的单调区间;

    (Ⅲ)当a>3时,确定f(x)在[[1/2],2]上的最大值,g(x)在[[1/2],2]上的最小值,要使存在m1,m2∈[[1/2],2],使得|f(m1)-g(m2)|<9成立,只需要|f(x)max-g(x)min|<9,即可求得a的取值范围.

    (Ⅰ)求导函数可得f′(x)=1-[a/x]-[b

    x2,…(2分)

    由f′(1)=0得b=1-a. …(3分)

    (Ⅱ)函数f(x)的定义域为(0,+∞),…(4分)

    由(Ⅰ)可得f′(x)=1-

    a/x]-[b

    x2=

    (x−1)[x−(a−1)]

    x2.

    令f′(x)=0,则x1=1,x2=a-1.…(6分)

    因为x=1是f(x)的极值点,所以x1≠x2,即a≠2. …(7分)

    所以当a>2时,a-1>1,

    x (0,1) 1 (1,a-1) a-1 (a-1,+∞)

    f′(x) + 0 - 0 +

    f(x) ↗ ↘ ↗所以单调递增区间为(0,1),(a-1,+∞),单调递减区间为(1,a-1).…(8分)

    当1<a<2时,0<a-1<1,

    所以单调递增区间为(0,a-1),(1,+∞),单调递减区间为(a-1,1).…(9分)

    (Ⅲ)当a>3时,f(x)在[

    1/2],1)上为增函数,在(1,2]为减函数,

    所以f(x)的最大值为f(1)=2-a<0.…(10分)

    因为函数g(x)在[[1/2],2]上是单调递增函数,所以g(x)的最小值为g([1/2])=[1/4]a2+3>0.…(11分)

    所以g(x)>f(x)在[[1/2],2]上恒成立.…(12分)

    要使存在m1,m2∈[[1/2],2],使得|f(m1)-g(m2)|<9成立,只需要g([1/2])-f(1)<9,即[1/4]a2+3-(2-a)<9,

    所以-8<a<4. …(13分)

    又因为a>3,所以a的取值范围是(3,4). …(14分)

    点评:

    本题考点: 利用导数求闭区间上函数的最值;利用导数研究函数的单调性;利用导数研究函数的极值.

    考点点评: 本题考查导数知识的运用,考查函数的单调性,考查恒成立问题,解题的关键是正确求导,确定分类标准,利用函数的最值解决恒成立问题.