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设函数f=2lnx,a∈R,e为自然对数的底数,e=2.7182…,如果对任意的x∈≤4e2成立,求a的取值范围.

题文

设函数f(x)=(x-a)2lnx,a∈R,e为自然对数的底数,e=2.7182…,如果对任意的x∈(0,3e],恒有f(x)≤4e2成立,求a的取值范围. 题型:未知 难度:其他题型

答案

f'(x)=(x-a)(2ln x+1-ax).
①当0<x≤1时,对于任意的实数a,恒有f(x)≤0<4e2成立
②当1<x≤3e时,由题意,首先有f(3e)=(3e-a)2ln3e≤4e2,解得3e-2eln3e≤a≤3e+2eln3e
由(I)知f′(x)=2(x-a)lnx+(x-a)2x=(x-a)(2lnx+1-ax),
令h(x)=2lnx+1-ax,则h(1)=1-a<0,h(a)=2lna>0且h(3e)=2ln3e+1-a3e≥2ln3e+1-3e+2eln3e3e=2(ln3e-13ln3e)>0
又h(x)在(0,+∞)内单调递增,所以函数h(x)在(0,+∞)内有唯一零点,记此零点为x0
则1<x0<3e,1<x0<a,从而,当x∈(0,x0)时,f′(x)>0,当x∈(x0,a)时,f′(x)<0,当x∈(a,+∞)时,f′(x)>0,即f(x)在(0,x0)内是增函数,在(x0,a)内是减函数,在(a,+∞)内是增函数
所以要使得对任意的x∈(0,3e],恒有f(x)≤4e2成立只要有f(x0)=(x0-a)2lnx0≤4e2f(3e)=(3e-a)2ln3e≤4e2
有h(x0)=2lnx0+1-ax0=0得a=2x0lnx0+x0,将它代入f(x0)=(x0-a)2lnx0≤4e2得4x02ln2x0≤4e2
又x0>1,注意到函数4x2ln2x在(1,+∞)上是增函数故1<x0≤e
再由a=2x0lnx0+x0,及函数2xlnx+x在(1,+∞)上是增函数,可得1<a≤3e
由f(3e)=(3e-a)2ln3e≤4e2解得3e-2eln3e≤a≤3e+2eln3e,
所以得3e-2eln3e≤a≤3e
综上,a的取值范围为3e-2eln3e≤a≤3e.

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解析

ax

考点

据考高分专家说,试题“设函数f(x)=(x-a)2lnx,a∈.....”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=2lnx,a∈R,e为自然对数的底数,e=2.7182…,如果对任意的x∈≤4e2成立,求a的取值范围.
  ==> 函数最小正周期 T=|2a| 
(5)函数y = f(x) 存在 f(x + a) = 
设函数f=2lnx,a∈R,e为自然对数的底数,e=2.7182…,如果对任意的x∈≤4e2成立,求a的取值范围.
  ==> 函数最小正周期 T=|4a|

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