题目内容
【题目】已知函数, ()
(Ⅰ)求函数的单调区间;
(Ⅱ)证明:当时,对于任意, ,总有成立,其中是自然对数的底数.
【答案】(Ⅰ)详见解析;(Ⅱ)详见解析.
【解析】试题分析:(I)先求导,由此,对进行分类讨论, 时,开口向下, 时,开口向上,分别画出对应导函数的图象,从而得出单调区间.(II)由(I)当时, 在是正函数,在上为减函数. .用(I)的方法,对求导后进行分类讨论,利用导数证明恒成立即可.
试题解析:
(Ⅰ)函数f (x)的定义域为R,f ′(x)==.
当a>0时,当x变化时,f ′(x),f(x)的变化情况如下表:
x | (-∞,-1) | -1 | (-1,1) | 1 | (1,+∞) |
f ′(x) | - | 0 | + | 0 | - |
f (x) | ↘ | ↗ | ↘ |
当a<0时,当x变化时,f ′(x),f(x)的变化情况如下表:
x | (-∞,-1) | -1 | (-1,1) | 1 | (1,+∞) |
f ′(x) | + | 0 | - | 0 | + |
f (x) | ↗ | ↘ | ↗ |
综上所述,
当a>0时,f (x)的单调递增区间为(-1,1),单调递减区间为(-∞,-1),(1,+∞);
当a<0时,f (x)的单调递增区间为(-∞,-1),(1,+∞),单调递减区间为(-1,1).
(Ⅱ)由(Ⅰ)可知,当a>0时,f (x)在区间(0,1)上单调递增,f (x)>f (0)=a;
f (x)在区间(1,e]上单调递减,且f (e)=+a>a,所以当x∈(0,e]时,f (x)>a.
因为g(x)=aln x-x,所以g′(x)=-1,令g′(x)=0,得x=a.
①当a≥e时,g′(x)≥0在区间(0,e]上恒成立,
所以函数g(x)在区间(0,e]上单调递增,所以g(x)max=g(e)=a-e<a.
所以对于任意x1,x2∈(0,span>e],仍有g(x1)<f(x2).
②当0<a<e时,由g′(x)>0,得0<x<a;由g′(x)<0,得e≥x>a,所以函数g(x)在区间(0,a)上单调递增,在区间(a,e]上单调递减.所以g(x)max=g(a)=aln a-a.
因为a-(aln a-a)=a(2-ln a)>a(2-ln e)=a>0,
所以对任意x1,x2∈(0,e],总有g(x1)<f (x2).
综上所述,对于任意x1,x2∈(0,e],总有g(x1)<f (x2).
【题目】共享单车是指企业在校园、地铁站点、公交站点、居民区、商业区、公共服务区等提供自行车单车共享服务,是共享经济的一种新形态.一个共享单车企业在某个城市就“一天中一辆单车的平均成本(单位:元)与租用单车的数量(单位:千辆)之间的关系”进行调查研究,在调查过程中进行了统计,得出相关数据见下表:
租用单车数量(千辆) | 2 | 3 | 4 | 5 | 8 |
每天一辆车平均成本(元) | 3.2 | 2.4 | 2 | 1.9 | 1.7 |
根据以上数据,研究人员分别借助甲、乙两种不同的回归模型,得到两个回归方程,方程甲: ,方程乙: .
(1)为了评价两种模型的拟合效果,完成以下任务:
①完成下表(计算结果精确到0.1)(备注: ,称为相应于点的残差(也叫随机误差));
租用单车数量 (千辆) | 2 | 3 | 4 | 5 | 8 | |
每天一辆车平均成本 (元) | 3.2 | 2.4 | 2 | 1.9 | 1.7 | |
模型甲 | 估计值 | 2.4 | 2.1 | 1.6 | ||
残差 | 0 | -0.1 | 0.1 | |||
模型乙 | 估计值 | 2.3 | 2 | 1.9 | ||
残差 | 0.1 | 0 | 0 |
②分别计算模型甲与模型乙的残差平方和及,并通过比较的大小,判断哪个模型拟合效果更好.
(2)这个公司在该城市投放共享单车后,受到广大市民的热烈欢迎,共享单车常常供不应求,于是该公司研究是否增加投放.根据市场调查,这个城市投放8千辆时,该公司平均一辆单车一天能收入10元,6元收入的概率分别为0.6,0.4;投放1万辆时,该公司平均一辆单车一天能收入10元,6元收入的概率分别为0.4,0.6.问该公司应该投放8千辆还是1万辆能获得更多利润?(按(1)中拟合效果较好的模型计算一天中一辆单车的平均成本,利润=收入-成本).