题目内容
【题目】已知函数,函数g(x)=-2x+3.
(1)当a=2时,求f(x)的极值;
(2)讨论函数的单调性;
(3)若-2≤a≤-1,对任意x1,x2∈[1,2],不等式|f(x1)-f(x2)|≤t|g(x1)-g(x2)|恒成立,求实数t的最小值.
【答案】(1)f(x)极大值=f(1)=0,无极小值
(2)当a≤0时,F(x)在(0,+∞)单调递增;当a>0时,F(x)在单调递增,在单调递减
(3).
【解析】
(1)当a=2时,利用导数求得函数 的单调区间,进而得到极值.
(2)求得,分a≤0和a>0,两种情况讨论,即可得出函数的单调区间;
(3)把不等式转化为f(x2)-f(x1)≤t[g(x1)-g(x2)],得到f(x2)+tg(x2)≤f(x1)+tg(x1)对任意-2≤a≤-1,1≤x1≤x2≤2恒成立,令,得到h(x)在[1,2]递减,求得 对任意a∈[-2,-1],x∈[1,2]恒成立,进而转化变量只需要研究,即可求得t的取值范围.
(1)由题意,当a=2时,函数f(x)=lnx-x2+x,
则.
易知f(x)在(0,1)递增,(1,+∞)递减,
所以函数f(x)极大值为,无极小值.
(2)由函数,
则.
①a≤0时,>0,恒成立,∴F(x)在(0,+∞)单调递增;
②当a>0,由>0得,<0得,
所以F(x)在单调递增,在单调递减.
综上:当a≤0时,F(x)在(0,+∞)单调递增;
当a>0时,F(x)在单调递增,在单调递减.
(3)由题知t≥0,.
当-2≤a≤-1时,f′(x)>0,f(x)在(0,+∞)单调递增,不妨设1≤x1≤x2≤2,
又g(x)单调递减,∴不等式等价于f(x2)-f(x1)≤t[g(x1)-g(x2)].
即f(x2)+tg(x2)≤f(x1)+tg(x1)对任意-2≤a≤-1,1≤x1≤x2≤2恒成立,
记,则h(x)在[1,2]递减.
对任意a∈[-2,-1],x∈[1,2]恒成立.
令.
则在[1,2]上恒成立,
则,
而在[1,2]单调递增,∴,所以.