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设函数f=x2-mlnx,h=x2-x+a.当a=0时,f≥h在上恒成立,求实数m的取值范围;当m=2时,若函数

题文

设函数f(x)=x2-mlnx,h(x)=x2-x+a.
(1)当a=0时,f(x)≥h(x)在(1,+∞)上恒成立,求实数m的取值范围;
(2)当m=2时,若函数k(x)=f(x)-h(x)在[1,3]上恰有两个不同零点,求实数 a的取值范围;
(3)当m=2时,如果函数g(x)=-f(x)-ax的图象与x轴交于两点A(x1,0)、B(x2,0)且0<x1<x2.求证:g′(px1+qx2)<0(其中正常数p,q满足p+q=1,且q≥p). 题型:未知 难度:其他题型

答案

(1)由a=0,f(x)≥h(x)可得-mlnx≥-x,即 m≤xlnx
记 φ=xlnx,则f(x)≥h(x)在(1,+∞)上恒成立等价于m≤φ(x)min
求得 φ′(x)=lnx-1ln2x
当x∈(1,e)时;φ′(x)<0;当x∈(e,+∞)时,φ′(x)>0
故φ(x)在x=e处取得极小值,也是最小值,
即φ(x)min=φ(e)=e,故m≤e.
(2)函数k(x)=f(x)-h(x)在[1,3]上恰有两个不同的零点等价于方程x-2lnx=a,在[1,3]上恰有两个相异实根.
令g(x)=x-2lnx,则 g′(x)=1-2x
当x∈[1,2)时,g′(x)<0,当x∈(2,3]时,g′(x)>0
g(x)在[1,2]上是单调递减函数,在(2,3]上是单调递增函数.
故g(x)min=g(2)=2-2ln2
又g(1)=1,g(3)=3-2ln3
∵g(1)>g(3),
∴只需g(2)<a≤g(3),
故a的取值范围是(2-2ln2,3-2ln3〕
(3)∵g′(x)=2x-2x-a,又f(x)-ax=0有两个实根x1,x2
∴2lnx1-x12-ax1=02lnx2-x22-ax2=0两式相减,得2(lnx1-lnx2)-(x12-x22)=a(x1-x2
∴a=2(lnx1-lnx2)x1-x2-(x1+x2),(x1>0,x2>0)
于是 g/(px1+qx2)=2px1+qx2-2(px1+qx2)-2(lnx1-lnx2)x1-x2+(x1+x2)
=2px1+qx2-2(lnx1-lnx2)x1-x2+(2p-1)(x2-x1).
∵q>p,∴2q≥1,∵2p≤1,∴(2p-1)(x2-x1)<0.
要证:g′(px1+qx2)<0,只需证:2px1+qx2-2(lnx1-lnx2)x2-x1<0.
只需证:x2-x1px1+qx2+lnx1x2<0.(*)
令 x1x2=t∈(0,1),∴(*)化为 1-tpt+1+lnt<0
只证 u(t)=lnt+1-tpt+q<0即可.u/(t)=1t+-(pt+q)-(1-t)•p(pt+q)2=1t-1(pt+q)2=(pt+q)2-tt(pt+q)2
=p2(t-1)(t-q2p2)t(pt+q)2,q2p2>1,0<t<1,
∴t-1<0.∴u′(t)>0,∴u(t)在(0,1)上单调递增,∴u(t)<u(1)=0
∴u(t)<0,∴lnt+1-tpt+q<0.
即:x2-x1px1+qx2+lnx1x2<0.∴g′(px1+qx2)<0.

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解析

xlnx

考点

据考高分专家说,试题“设函数f(x)=x2-mlnx,h(x).....”主要考查你对 [函数的奇偶性、周期性 ]考点的理解。 函数的奇偶性、周期性

函数的奇偶性定义:

偶函数:一般地,如果对于函数f(x)的定义域内任意一个x,都有f(-x)=f(x),则称函数f(x)为偶函数。
奇函数:一般地,如果对于函数f(x)的定义域内任意一个x,都有f(-x)=-f(x),那么函数f(x)是奇函数。 
 
函数的周期性

(1)定义:若T为非零常数,对于定义域内的任一x,使f(x+T)=f(x)恒成立,则f(x)叫做周期函数,T叫做这个函数的一个周期。
周期函数定义域必是无界的。
(2)若T是周期,则k·T(k≠0,k∈Z)也是周期,所有周期中最小的正数叫最小正周期。一般所说的周期是指函数的最小正周期。
周期函数并非都有最小正周期,如常函数f(x)=C。

奇函数与偶函数性质:

(1)奇函数与偶函数的图像的对称性:奇函数的图像关于原点对称,偶函数的图像关于y轴对称。
(3)在公共定义域内,①两个奇函数的和是奇函数,两个奇函数的积是偶函数; ②两个偶函数的和、积是偶函数; ③一个奇函数,一个偶函数的积是奇函数。

注:定义域在数轴上关于原点对称是函数f(x)为奇函数或偶函数的必要但不充分条件.

1、函数是奇函数或偶函数的前提定义域必须关于原点对称;定义域在数轴上关于原点对称是函数f(x)为奇函数或偶函数的必要但不充分条件.

2、函数的周期性    令a , b 均不为零,若: 
(1)函数y = f(x) 存在 f(x)=f(x + a) ==> 函数最小正周期 T=|a| 
(2)函数y = f(x) 存在f(a + x) = f(b + x) ==> 函数最小正周期 T=|b-a| 
(3)函数y = f(x) 存在 f(x) = -f(x + a) ==> 函数最小正周期 T=|2a| 
(4)函数y = f(x) 存在 f(x + a) =
设函数f=x2-mlnx,h=x2-x+a.当a=0时,f≥h在上恒成立,求实数m的取值范围;当m=2时,若函数
  ==> 函数最小正周期 T=|2a| 
(5)函数y = f(x) 存在 f(x + a) = 
设函数f=x2-mlnx,h=x2-x+a.当a=0时,f≥h在上恒成立,求实数m的取值范围;当m=2时,若函数
  ==> 函数最小正周期 T=|4a|

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