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已知函数f(x)=lnx+2ax,a∈R.若a=1,求函数f的极值;若函数f在[2,+∞)上是增函数,求实数a的取值范围;若函数f

题文

已知函数f(x)=lnx+2ax,a∈R.
(1)若a=1,求函数f(x)的极值;
(2)若函数f(x)在[2,+∞)上是增函数,求实数a的取值范围;
(3)若函数f(x)在[1,e]上的最小值为3,求实数a的值. 题型:未知 难度:其他题型

答案

(1)当a=1时,f(x)=lnx+2x,定义域为(0,+∞),
f′(x)=1x-2x2=x-2x2.
所以,当x∈(0,2)时,f(x)<0,f(x)为减函数;
当x∈(2,+∞)时,f(x)>0,f(x)为增函数,
所以在(0,+∞)上f(x)有极小值,极小值为f(2)=1+ln2;
(2)由f(x)=lnx+2ax,a∈R,所以f′(x)=1x-2ax2=x-2ax2.
若函数f(x)在[2,+∞)上是增函数,则f′(x)=x-2ax2≥0在[2,+∞)恒成立,
即x-2a≥0在[2,+∞)恒成立,也就是a≤x2在[2,+∞)恒成立,
所以a≤1.
所以使函数f(x)在[2,+∞)上是增函数的实数a的取值范围是(-∞,1];
(3)由(2)知,以f′(x)=1x-2ax2=x-2ax2,
若a≤0,则f(x)>0,f(x)在(0,+∞)上为增函数,
f(x)在[1,e]上的最小值为f(1)=2a=3,a=32,不合题意;
若a>0,由f(x)=0,得x=2a.
当x∈(0,2a)时,f(x)<0,f(x)为减函数,
当x∈(2a,+∞)时,f(x)>0,f(x)为增函数,
所以当2a≤1,即a≤12时,f(x)在[1,e]上为增函数,
最小值为f(1)=2a=3,a=32,不合题意;
当2a≥e,即a≥e2时,f(x)在[1,e]上为减函数,
最小值为f(e)=1+2ae=3,a=e,符合题意;
当1<2a<e,即12<a<e2时,f(x)在[1,e]上的最小值为f(2a)=ln2a+1=3,a=e22不合题意.
综上,使函数f(x)在[1,e]上的最小值为3的实数a的值为e.

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解析

2x

考点

据考高分专家说,试题“已知函数f(x)=lnx+2ax,a∈R.....”主要考查你对 [指数函数模型的应用 ]考点的理解。 指数函数模型的应用 指数函数模型的定义
恰当选择自变量将问题的目标表示成自变量的函数f(x)=a·bx+c(a、b、c为常数,a≠0,b>0,b≠1)的形式,进而结合指数函数的性质解决问题。

指数型复合函数的性质的应用:

(1)与指数函数有关的复合函数基本上有两类:

已知函数f(x)=lnx+2ax,a∈R.若a=1,求函数f的极值;若函数f在[2,+∞)上是增函数,求实数a的取值范围;若函数f
;②
已知函数f(x)=lnx+2ax,a∈R.若a=1,求函数f的极值;若函数f在[2,+∞)上是增函数,求实数a的取值范围;若函数f
.无论是哪一类,要搞清楚复合过程,才能确定复合函数的值域和单调区间,具体问题中,a的取值不定时,要对a进行分类讨论.
(2)对于形如
已知函数f(x)=lnx+2ax,a∈R.若a=1,求函数f的极值;若函数f在[2,+∞)上是增函数,求实数a的取值范围;若函数f
一类的指数型复合函数,有以下结论:
①函数
已知函数f(x)=lnx+2ax,a∈R.若a=1,求函数f的极值;若函数f在[2,+∞)上是增函数,求实数a的取值范围;若函数f
的定义域与f(x)的定义域相同;
②先确定函数f(x)的值域,再根据指数函数的值域、单调性,确定函数
已知函数f(x)=lnx+2ax,a∈R.若a=1,求函数f的极值;若函数f在[2,+∞)上是增函数,求实数a的取值范围;若函数f
的值域;
③当a>l时,函数
已知函数f(x)=lnx+2ax,a∈R.若a=1,求函数f的极值;若函数f在[2,+∞)上是增函数,求实数a的取值范围;若函数f
与函数f(x)的单调性相同;当O与函数f(x)的单调性相反.

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