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已知函数f(x)=x2+2x+alnx,(a∈R)若a=-4,求函数f的单调性;若函数f在[1,+∞)上单调递增,求实数a的取值范围;(

题文

已知函数f(x)=x2+2x+alnx,(a∈R)
(1)若a=-4,求函数f(x)的单调性;
(2)若函数f(x)在[1,+∞)上单调递增,求实数a的取值范围;
(3)记函数g(x)=x2f′(x),若g(x)的最小值是-52,求f(x)的解析式. 题型:未知 难度:其他题型

答案

(1)当a=-4时,f(x)=x2+2x-4lnx,(x>0)
f′(x)=2x -2x2-4x=2x3-4x-2x2=2(x2-x-1)(x+1)x2
令f′(x)=0,则x=1+52
∵x∈(0,1+52)时,f′(x)<0,∵当x∈(1+52,+∞)时,f′(x)>0,
∴(0,1+52)为函数f(x)=x2+2x-4lnx的单调递减区间,
∴(1+52,+∞)为函数f(x)=x2+2x-4lnx的单调递增区间;
(2)∵f′(x)=2x3+ax-2x2
若函数f(x)在[1,+∞)上单调递增,
则f′(x)≥0在[1,+∞)上恒成立
即2x3+ax-2≥0在[1,+∞)上恒成立
即a≥1-x4x在[1,+∞)上恒成立
令h(x)=1-x4x,则h′(x)=-3x4-1x2<0恒成立
故h(x)=1-x4x在[1,+∞)上单调递减
当x=1时,h(x)取最大值0
故a≥0,即实数a的取值范围为[0,+∞)
(3)g(x)=x2f′(x)=2x3+ax-2
则g′(x)=6x2+a,
当a≥0时,g′(x)≥0恒成立
此时g(x)在定义域(0,+∞)上无最小值
当a<0时,令g′(x)=6x2+a=0
则x=-a6
∵x∈(0,-a6)时,f′(x)<0,∵当x∈(-a6,+∞)时,f′(x)>0,
∴(0,-a6)为函数g(x)的单调递减区间,
∴(-a6,+∞)为函数g(x)的单调递增区间;
当x=-a6时,g(x)的最小值g(-a6)=2-a63+a-a6-2=-52,
解得a=-32
∴f(x)=x2+2x-32lnx

解析

2x

考点

据考高分专家说,试题“已知函数f(x)=x2+2x+alnx,.....”主要考查你对 [函数解析式的求解及其常用方法 ]考点的理解。 函数解析式的求解及其常用方法

函数解析式的常用求解方法:

(1)待定系数法:(已知函数类型如:一次、二次函数、反比例函数等):若已知f(x)的结构时,可设出含参数的表达式,再根据已知条件,列方程或方程组,从而求出待定的参数,求得f(x)的表达式。待定系数法是一种重要的数学方法,它只适用于已知所求函数的类型求其解析式。
(2)换元法(注意新元的取值范围):已知f(g(x))的表达式,欲求f(x),我们常设t=g(x),从而求得
已知函数f(x)=x2+2x+alnx,(a∈R)若a=-4,求函数f的单调性;若函数f在[1,+∞)上单调递增,求实数a的取值范围;(
,然后代入f(g(x))的表达式,从而得到f(t)的表达式,即为f(x)的表达式。
(3)配凑法(整体代换法):若已知f(g(x))的表达式,欲求f(x)的表达式,用换元法有困难时,(如g(x)不存在反函数)可把g(x)看成一个整体,把右边变为由g(x)组成的式子,再换元求出f(x)的式子。
(4)消元法(如自变量互为倒数、已知f(x)为奇函数且g(x)为偶函数等):若已知以函数为元的方程形式,若能设法构造另一个方程,组成方程组,再解这个方程组,求出函数元,称这个方法为消元法。
(5)赋值法(特殊值代入法):在求某些函数的表达式或求某些函数值时,有时把已知条件中的某些变量赋值,使问题简单明了,从而易于求出函数的表达式。

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