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已知函数f=-x2+2lnx.求函数f的最大值;若函数f与g=x+ax有相同极值点,求实数a的值;若对于“x1

题文

已知函数f(x)=-x2+2lnx.
(Ⅰ)求函数f(x)的最大值;
(Ⅱ)若函数f(x)与g(x)=x+ax有相同极值点,
(i)求实数a的值;
(ii)若对于“x1,x2∈[1e,3],不等式f(x1)-g(x2)k-1≤1恒成立,求实数k的取值范围. 题型:未知 难度:其他题型

答案

(Ⅰ)求导函数可得:f′(x)=-2x+2x=-2(x+1)(x-1)x(x>0)
由f′(x)>0且x>0得,0<x<1;由f′(x)<0且x>0得,x>1.
∴f(x)在(0,1)上为增函数,在(1,+∞)上为减函数.
∴函数f(x)的最大值为f(1)=-1.
(Ⅱ)∵g(x)=x+ax,∴g′(x)=1-ax2.
(ⅰ)由(Ⅰ)知,x=1是函数f(x)的极值点,
又∵函数f(x)与g(x)=x+ax有相同极值点,
∴x=1是函数g(x)的极值点,
∴g′(1)=1-a=0,解得a=1.
(ⅱ)∵f(1e)=-1e2-2,f(1)=-1,f(3)=-9+2ln3,
∵-9+2ln3<-1e2-2<=1,即f(3)<f(1e)<f(1),
∴x1∈[[1e,3]时,f(x1min=f(3)=-9+2ln3,f(x1max=f(1)=-1
由(ⅰ)知g(x)=x+1x,∴g′(x)=1-1x2.
当x∈[1e,1)时,g′(x)<0;当x∈(1,3]时,g′(x)>0.
故g(x)在[1e,1)为减函数,在(1,3]上为增函数.
∵g(1e)=e+1e,g(1)=2,g(3)=103,
而2<e+1e<103,∴g(1)<g(1e)<g(3)
∴x2∈[[1e,3]时,g(x2min=g(1)=2,g(x2max=g(3)=103
①当k-1>0,即k>1时,
对于“x1,x2∈[1e,3],不等式f(x1)-g(x2)k-1≤1恒成立,等价于k≥[f(x1)-g(x2)]max+1
∵f(x1)-g(x2)≤f(1)-g(1)=-1-2=-3,
∴k≥-2,又∵k>1,∴k>1.
②当k-1<0,即k<1时,
对于“x1,x2∈[1e,3],不等式f(x1)-g(x2)k-1≤1恒成立,等价于k≤[f(x1)-g(x2)]min+1
∵f(x1)-g(x2)≥f(3)-g(3)=-373+2ln3,
∴k≤-343+2ln3.
又∵k<1,∴k≤-343+2ln3.
综上,所求的实数k的取值范围为(-∞,-343+2ln3]∪(1,+∞).

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解析

2x

考点

据考高分专家说,试题“已知函数f(x)=-x2+2lnx.(Ⅰ.....”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) =
已知函数f=-x2+2lnx.求函数f的最大值;若函数f与g=x+ax有相同极值点,求实数a的值;若对于“x1
  ==> 函数最小正周期 T=|2a| 
(5)函数y = f(x) 存在 f(x + a) = 
已知函数f=-x2+2lnx.求函数f的最大值;若函数f与g=x+ax有相同极值点,求实数a的值;若对于“x1
  ==> 函数最小正周期 T=|4a|

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