题文
已知函数g(x)=1sinθ•x+lnx在[1,+∞)上为增函数,且θ∈(0,π),f(x)=mx-m-1x-lnx,m∈R.(1)求θ的值;
(2)若f(x)-g(x)在[1,+∞)上为单调函数,求m的取值范围;
(3)设h(x)=2ex,若在[1,e]上至少存在一个x0,使得f(x0)-g(x0)>h(x0)成立,求m的取值范围. 题型:未知 难度:其他题型
答案
(1)由题意,g′(x)=-1sinθ•x2+1x≥0在[1,+∞)上恒成立,即sinθ•x-1sinθ•x2≥0.∵θ∈(0,π),∴sinθ>0.故sinθ•x-1≥0在[1,+∞)上恒成立,只须sinθ•1-1≥0,
即sinθ≥1,只有sinθ=1.结合θ∈(0,π),得θ=π2.
(2)由(1),得f(x)-g(x)=mx-mx-2lnx.
∴(f(x)-g(x))′=mx2-2x+mx2.
∵f(x)-g(x)在其定义域内为单调函数,
∴mx2-2x+m≥0或者mx2-2x+m≤0在[1,+∞)恒成立.mx2-2x+m≥0等价于m(1+x2)≥2x,即m≥2x1+x2,
而2xx2+1=2x+1x,(2x+1x)max=1,∴m≥1.mx2-2x+m≤0等价于m(1+x2)≤2x,即m≤2x1+x2
在[1,+∞)恒成立,而2xx2+1∈(0,1],m≤0.
综上,m的取值范围是(-∞,0]∪[1,+∞).
(3)构造F(x)=f(x)-g(x)-h(x),F(x)=mx-mx-2lnx-2ex.
当m≤0时,x∈[1,e],mx-mx≤0,-2lnx-2ex<0,
所以在[1,e]上不存在一个x0,使得f(x0)-g(x0)>h(x0)成立.
当m>0时,(F(x))′=m+mx2-2x+2ex2=mx2-2x+m+2ex2.
因为x∈[1,e],所以2e-2x≥0,mx2+m>0,
所以(F(x))'>0在x∈[1,e]恒成立.
故F(x)在[1,e]上单调递增,F(x)max=F(e)=me-me-4,只要me-me-4>0,
解得m>4ee2-1.
故m的取值范围是(4ee2-1,+∞).
解析
1sinθ•x2考点
据考高分专家说,试题“已知函数g(x)=1sinθ•x+lnx.....”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。


