设函数f(x)=2ln(x-1)-(x-1)2.

2个回答

  • 解题思路:(1)确定出函数的定义域是解决本题的关键,利用导数作为工具,求出该函数的单调递增区间即为f'(x)>0的x的取值区间;

    (2)方法一:利用函数思想进行方程根的判定问题是解决本题的关键.构造函数,研究构造函数的性质尤其是单调性,列出该方程有两个相异的实根的不等式组,求出实数a的取值范围.

    方法二:先分离变量再构造函数,利用函数的导数为工具研究构造函数的单调性,根据题意列出关于实数a的不等式组进行求解.

    (1)函数f(x)的定义域为(1,+∞),

    ∵f′(x)=2[

    1

    x−1−(x−1)]=−

    2x(x−2)

    x−1,

    ∵x>1,则使f'(x)>0的x的取值范围为(1,2),

    故函数f(x)的单调递增区间为(1,2).

    (2)方法1:∵f(x)=2ln(x-1)-(x-1)2

    ∴f(x)+x2-3x-a=0⇔x+a+1-2ln(x-1)=0.

    令g(x)=x+a+1-2ln(x-1),

    ∵g'(x)=1-[2/x−1=

    x−3

    x−1],且x>1,

    由g'(x)>0得x>3,g'(x)<0得1<x<3.

    ∴g(x)在区间[2,3]内单调递减,在区间[3,4]内单调递增,

    故f(x)+x2-3x-a=0在区间[2,4]内恰有两个相异实根⇔

    g(2)≥0

    g(3)<0

    g(4)≥0.

    a+3≥0

    a+4−2ln2<0

    a+5−2ln3≥0.解得:2ln3-5≤a<2ln2-4.

    综上所述,a的取值范围是[2ln3-5,2ln2-4).

    方法2:∵f(x)=2ln(x-1)-(x-1)2

    ∴f(x)+x2-3x-a=0⇔x+a+1-2ln(x-1)=0.

    即a=2ln(x-1)-x-1,令h(x)=2ln(x-1)-x-1,

    ∵h'(x)=[2/x−1−1=

    3−x

    x−1],且x>1,

    由h'(x)>0得1<x<3,h'(x)<0得x>3.

    ∴h(x)在区间[2,3]内单调递增,在区间[3,4]内单调递减.

    ∵h(2)=-3,h(3)=2ln2-4,h(4)=2ln3-5,又h(2)<h(4),

    故f(x)+x2-3x-a=0在区间[2,4]内恰有两个相异实根⇔h(4)≤a<h(3).

    即2ln3-5≤a<2ln2-4.

    综上所述,a的取值范围是[2ln3-5,2ln2-4).

    点评:

    本题考点: 函数与方程的综合运用;利用导数研究函数的单调性.

    考点点评: 本题考查导数的工具作用,考查学生利用导数研究函数的单调性的知识.考查学生对方程、函数、不等式的综合问题的转化与化归思想,将方程的根的问题转化为函数的图象交点问题,属于综合题型.