题文
对于定义在区间D上的函数f(x)和g(x),如果对于任意x∈D,都有|f(x)-g(x)|≤1成立,那么称函数f(x)在区间D上可被函数g(x)替代.(1)若f(x)=x2-1x,g(x)=lnx,试判断在区间[[1,e]]上f(x)能否被g(x)替代?
(2)记f(x)=x,g(x)=lnx,证明f(x)在(1m,m)(m>1)上不能被g(x)替代;
(3)设f(x)=alnx-ax,g(x)=-12x2+x,若f(x)在区间[1,e]上能被g(x)替代,求实数a的范围. 题型:未知 难度:其他题型
答案
(1)∵f(x)-g(x)=x2-1x-lnx,令h(x)=x2-1x-lnx,
∵h′(x)=12+1x2-1x=x2+2-2x2x2>0,
∴h(x)在[1,e]上单调增,
∴h(x)∈[-12,e2-1e-1].
∴|f(x)-g(x)|≤1,即在区间[[1,e]]上f(x)能被g(x)替代.
(2)记k(x)=f(x)-g(x)=x-lnx,可得k/(x)=x-1x
当1m<x<1时,k′(x)<0,在区间(1m,1)上函数k(x)为减函数,
当1<x<m时,k′(x)>0,在区间(1,m)上函数k(x)为增函数
∴函数k(x)在区间的最小值为k(1)=1,最大值是k(m)>1,
所以不满足对于任意x∈D,都有|f(x)-g(x)|≤1成立,
故f(x)在(1m,m)(m>1)上不能被g(x)替代;
(3)∵f(x)在区间[1,e]上能被g(x)替代,
即|f(x)-g(x)|≤1对于x∈[1,e]恒成立.
∴|alnx-ax+12x2-x|≤1.-1≤alnx-ax+12x2-x≤1,
由(2)知,当x∈[1,e]时,x-lnx>0恒成立,
∴有a≤12x2-x+1x-lnx,
令F(x)=12x2-x+1x-lnx,
∵F′(x)=(x-1)(x-lnx)-(1-1x)(12x2-x+1)(x-lnx)2=(x-1)(12x+1-lnx-1x)(x-lnx)2,
由(1)的结果可知12x+1-lnx-1x>0,
∴F'(x)恒大于零,
∴a≤12.
②a≥12x2-x-1x-lnx,
令G(x)=12x2-x-1x-lnx,
∵G′(x)=(x-1)(x-lnx)-(1-1x)(12x2-x-1)(x-lnx)2=(x-1)(12x+1-lnx+1x)(x-lnx)2,
∵12x+1-lnx+1x>12x+1-lnx-1x>0,
∴G'(x)恒大于零,
∴a≥e2-2e-22(e-1),
即实数a的范围为e2-2e-22(e-1)≤a≤12
解析
x2考点
据考高分专家说,试题“对于定义在区间D上的函数f(x)和g(x.....”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。


