题文
已知函数ϕ(x)=ax+1,a为正常数.(1)若f(x)=lnx+φ(x),且a=92,求函数f(x)的单调增区间;
(2)在(1)中当a=0时,函数y=f(x)的图象上任意不同的两点A(x1,y1),B(x2,y2),线段AB的中点为C(x0,y0),记直线AB的斜率为k,试证明:k>f'(x0).
(3)若g(x)=|lnx|+φ(x),且对任意的x1,x2∈(0,2],x1≠x2,都有g(x2)-g(x1)x2-x1<-1,求a的取值范围. 题型:未知 难度:其他题型
答案
(1)f′(x)=1x-a(x+1)2=x2+(2-a)x+1x(x+1)2∵a=92,令f'(x)>0得x>2或0<x<12
∴函数f(x)的单调增区间为(0,12),(2,+∞);
(2)证明:当a=0时f(x)=lnx
∴f′(x)=1x
∴f′(x0)=1x0=2x1+x2
又k=f(x2)-f(x1)x2-x1=lnx2-lnx1x2-x1=lnx2x1x2-x1
不妨设x2>x1,要比较k与f'(x0)的大小,
即比较lnx2x1x2-x1与2x1+x2的大小,
又∵x2>x1,
∴即比较lnx2x1与2(x2-x1)x1+x2=2(x2x1-1)x2x1+1的大小.
令h(x)=lnx-2(x-1)x+1(x≥1),
则h′(x)=1x-4(x+1)2=(x-1)2x(x+1)2≥0
∴h(x)在[1,+∞)上位增函数.
又x2x1>1,
∴h(x2x1)>h(1)=0,
∴lnx2x1>2(x2x1-1)x2x1+1,
即k>f'(x0);
(3)∵g(x2)-g(x1)x2-x1<-1,
∴g(x2)+x2-[g(x1)+x1]x2-x1<0
由题意得F(x)=g(x)+x在区间(0,2]上是减函数.
1°当1≤x≤2,F(x)=lnx+ax+1+x,
∴F′(x)=1x-a(x+1)2+1
由F′(x)≤0⇒a≥(x+1)2x+(x+1)2=x2+3x+1x+3在x∈[1,2]恒成立.
设m(x)=x2+3x+1x+3,x∈[1,2],则m′(x)=2x-1x2+3>0
∴m(x)在[1,2]上为增函数,
∴a≥m(2)=272
2°当0<x<1,F(x)=-lnx+ax+1+x,
∴F′(x)=-1x-a(x+1)2+1
由F′(x)≤0⇒a≥-(x+1)2x+(x+1)2=x2+x-1x-1在x∈(0,1)恒成立
设t(x)=x2+x-1x-1,x∈(0,1)为增函数
∴a≥t(1)=0
综上:a的取值范围为a≥272.
解析
1x考点
据考高分专家说,试题“已知函数ϕ(x)=ax+1,a为正常数......”主要考查你对 [函数的单调性、最值 ]考点的理解。 函数的单调性、最值单调性的定义:
1、对于给定区间D上的函数f(x),若对于任意x1,x2∈D,当x1<x2时,都有f(x1)<f(x2),则称f(x)是区间上的增函数;当x1<x2时,都有f(x1)>f(x2),则称f(x)是区间D上的减函数。
2、如果函数y=f(x)在区间上是增函数或减函数,就说函数y=f(x)在区间D上具有(严格的)单调性,区间D称为函数f(x)的单调区间。如果函数y=f(x)在区间D上是增函数或减函数,区间D称为函数f(x)的单调增或减区间
3、最值的定义:
最大值:一般地,设函数y=f(x)的定义域为I,如果存在实数M,满足: ①对于任意的x∈I,都有f(x)≤M;②存在x0∈I,使得f(x0)=M;那么,称M是f(x)的最大值.
最小值:一般地,设函数y=f(x)的定义域为I,如果存在实数M,满足: ①对于任意的x∈I,都有f(x)≥M;②存在x0∈I,使得f(x0)=M;那么,称M是f(x)的最小值
判断函数f(x)在区间D上的单调性的方法:
(1)定义法:其步骤是:
①任取x1,x2∈D,且x1<x2;
②作差f(x1)-f(x2)或作商
,并变形;
③判定f(x1)-f(x2)的符号,或比较
与1的大小;
④根据定义作出结论。
(2)复合法:利用基本函数的单调性的复合。
(3)图象法:即观察函数在区间D上部分的图象从左往右看是上升的还是下降的。


