题目内容
【题目】已知函数f(x)=lnx+x2﹣2ax+1(a为常数).
(1)讨论函数f(x)的单调性;
(2)若对任意的
,都存在x0∈(0,1]使得不等式
成立,求实数m的取值范围.
【答案】
(1)解:由f(x)=lnx+x2﹣2ax+1,得
,
令h(x)=2x2﹣2ax+1.
①当a≤0时,h(x)>0,则f'(x)>0成立,
△=4a2﹣8,当
时,△≤0,则2x2﹣2ax+1≥0,h(x)≥0,即f'(x)≥0恒成立,
∴当
时,f'(x)≥0,f(x)在(0,+∞)上单调递增;
②当
时,由2x2﹣2ax+10≥0,得
或
,
由2x2﹣2ax+10<0,得
.
∴f(x)在
上单调递增,在
单调递减;
(2)解:∵
,
∴f'(x)>0,f(x)在(0,1]单调递增,f(x)max=f(1)=2﹣2a,
存在x0∈(0,1]使得不等式
成立,
即2﹣2a+lna>m(a﹣a2),
∵任意的
,∴a﹣a2<0,即
恒成立,
令
,则
,
∵任意的
,
,
∴
是增函数,
∴
,
∵
恒成立,
∴实数m的取值范围
.
【解析】(1)求出原函数的导函数,当a≤0时,导函数恒大于0,然后利用二次函数的判别式对a分类讨论求出导函数在不同区间内的符号,得到原函数的单调性;(2)由(1)知,
时,函数f(x)在(0,1]上单调递增,求出函数在(0,1]上的最大值2﹣2a,把存在x0∈(0,1]使得不等式
成立转化为2﹣2a+lna>m(a﹣a2),得到
恒成立,构造函数
,求导可知为增函数,得其最大值,则实数m的取值范围可求.
【考点精析】解答此题的关键在于理解利用导数研究函数的单调性的相关知识,掌握一般的,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,以及对函数的最大(小)值与导数的理解,了解求函数
在
上的最大值与最小值的步骤:(1)求函数
在
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.