题目内容

【题目】已知函数f(x)=alnx+x2+bx(a为实常数).
(1)若a=﹣2,b=﹣3,求f(x)的单调区间;
(2)若b=0,且a>﹣2e2 , 求函数f(x)在[1,e]上的最小值及相应的x值;
(3)设b=0,若存在x∈[1,e],使得f(x)≤(a+2)x成立,求实数a的取值范围.

【答案】
(1)解:a=﹣2,b=﹣3时,f(x)=﹣2lnx+x2﹣3x,定义域为(0,+∞),

在(0,+∞)上,f′(2)=0,当x∈(0,2)时,f′(x)<0,当x∈(2,+∞)时,f′(x)>0,

所以函数f(x)的单调增区间为(2,+∞);单调减区间为(0,2);


(2)解:因为b=0,所以f(x)=alnx+x2

x∈[1,e],2x2+a∈[a+2,a+2e2],

(i) 若a≥﹣2,f'(x)在[1,e]上非负(仅当a=﹣2,x=1时,f'(x)=0),

故函数f(x)在[1,e]上是增函数,

此时[f(x)]min=f(1)=1;

(ii)若﹣2e2<a<﹣2,a+2<0,a+2e2>0,

,x∈[1,e],

时,f'(x)=0,

时,f'(x)<0,此时f(x)是减函数;

时,f'(x)>0,此时f(x)是增函数.


(3)解:b=0,f(x)=alnx+x2不等式f(x)≤(a+2)x,

即alnx+x2≤(a+2)x可化为a(x﹣lnx)≥x2﹣2x.

因为x∈[1,e],所以lnx≤1≤x且等号不能同时取,

所以lnx<x,即x﹣lnx>0,因而 (x∈[1,e]),

(x∈[1,e]),又

当x∈[1,e]时,x﹣1≥0,lnx≤1,x+2﹣2lnx>0,

从而g'(x)≥0(仅当x=1时取等号),所以g(x)在[1,e]上为增函数,

故g(x)的最小值为g(1)=﹣1,所以实数a的取值范围是[﹣1,+∞)


【解析】(1)求出函数的导数,解关于导函数的不等式,求出函数的单调区间即可;(2)求出函数的导数,通过讨论a的范围,求出函数的单调区间,从而求出函数的最小值即可;(3)问题转化为 (x∈[1,e]),令 (x∈[1,e]),根据函数的单调性求出a的范围即可.
【考点精析】掌握利用导数研究函数的单调性和函数的最大(小)值与导数是解答本题的根本,需要知道一般的,函数的单调性与其导数的正负有如下关系: 在某个区间内,(1)如果,那么函数在这个区间单调递增;(2)如果,那么函数在这个区间单调递减;求函数上的最大值与最小值的步骤:(1)求函数内的极值;(2)将函数的各极值与端点处的函数值比较,其中最大的是一个最大值,最小的是最小值.

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