题目内容

【题目】已知函数f(x)= ax2﹣(2a+1)x+2lnx(a∈R)
(1)当a= 时,求函数f(x)的单调区间;
(2)设g(x)=(x2﹣2x)ex , 如果对任意x1∈(0,2],均存在x2∈(0,2],使得f(x1)<g(x2)成立,求实数a的取值范围.

【答案】
(1)解:f′(x)=ax﹣(2a+1)+

所以a= 时,f′(x)=

其单调递增区间为(0, ),(2,+∞),单调递减区间为(


(2)解:若要命题成立,只需当x∈(0,2]时,f(x)max<g(x)max

由g′(x)=(x2﹣2)ex可知,当x∈(0,2]时,g(x)在区间(0, )上单调递减,在区间( ,2]上单调递增,

g(0)=g(2)=0,故g(x)max=0,

所以只需f(x)max<0.

对函数f(x)来说,f′(x)=ax﹣(2a+1)+ =

当a≤0时,由x∈(0,2],f′(x)≥0,函数f(x)在区间(0,2]上单调递增,

f(x)max=f(2)=2ln2﹣2a﹣2<0,故ln2﹣1<a≤0

当0<a≤2时, ,由x∈(0,2),ax﹣1≥0,故f′(x)≥0,

函数f(x)在区间(0,2)上单调递增,

f(x)max=f(2)=2ln2﹣2a﹣2<0,a>ln2﹣1

故0<a≤2满足题意

当a> 时, ,函数f(x)在区间(0, )上单调递增,在区间 上单调递减,

f(x)max=f( =﹣2lna﹣ ﹣2.

若a≥1时,显然小于0,满足题意;

时,可令h(a)=﹣2lna﹣ ﹣2,

可知该函数在 时单调递减,

,满足题意,所以a> 满足题意.

综上所述:实数a的取值范围是(ln2﹣1,+∞)


【解析】(1)利用导数直接求单调区间;(2)若要命题成立,只需当x∈(0,2]时,f(x)max<g(x)max . 分别求出最大值即可.

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