题目内容

16.已知函数f(x)=$\left\{\begin{array}{l}\frac{x}{3},0≤x≤\frac{1}{2}\\ \frac{{2{x^3}}}{x+1},\frac{1}{2}<x≤1\end{array}$,若函数g(x)=ax-$\frac{a}{2}$+3(a>0),若对?x1∈[0,1],总?x2∈[0,$\frac{1}{2}$],使得f(x1)=g(x2)成立,则实数a的取值范围是(  )
A.(-∞,6]B.[6,+∞)C.(-∞,-4]D.[-4,+∞)

分析 函数f(x)=$\left\{\begin{array}{l}\frac{x}{3},0≤x≤\frac{1}{2}\\ \frac{{2{x^3}}}{x+1},\frac{1}{2}<x≤1\end{array}$,当$0≤x≤\frac{1}{2}$时,f(x)∈$[0,\frac{1}{6}]$.$\frac{1}{2}<x≤1$时,f(x)=$\frac{2{x}^{3}}{x+1}$,利用导数研究函数的单调性可得:f(x)∈$(\frac{1}{6},1]$.可得?x1∈[0,1],f(x1)∈[0,1].由于函数g(x)=ax-$\frac{a}{2}$+3(a>0)在[0,$\frac{1}{2}$]上单调递增,由于对?x1∈[0,1],总?x2∈[0,$\frac{1}{2}$],使得f(x1)=g(x2)成立,可得[0,1]∈{g(x)|x∈$[0,\frac{1}{2}]$},即可得出.

解答 解:函数f(x)=$\left\{\begin{array}{l}\frac{x}{3},0≤x≤\frac{1}{2}\\ \frac{{2{x^3}}}{x+1},\frac{1}{2}<x≤1\end{array}$,当$0≤x≤\frac{1}{2}$时,f(x)∈$[0,\frac{1}{6}]$.
$\frac{1}{2}<x≤1$时,f(x)=$\frac{2{x}^{3}}{x+1}$,f′(x)=$\frac{6{x}^{2}(x+1)-2{x}^{3}}{(x+1)^{2}}$=$\frac{2{x}^{2}(2x+3)}{(x+1)^{2}}$>0,∴函数f(x)在$(\frac{1}{2},1]$上单调递增,∴f(x)∈$(\frac{1}{6},1]$.
∴?x1∈[0,1],∴f(x1)∈[0,1].
由于函数g(x)=ax-$\frac{a}{2}$+3(a>0)在[0,$\frac{1}{2}$]上单调递增,
若对?x1∈[0,1],总?x2∈[0,$\frac{1}{2}$],使得f(x1)=g(x2)成立,
∴[0,1]∈{g(x)|x∈$[0,\frac{1}{2}]$},
∴$\left\{\begin{array}{l}{g(0)=3-\frac{1}{2}a≤0}\\{g(\frac{1}{2})=\frac{1}{2}a-\frac{1}{2}a+3≥1}\end{array}\right.$,解得a≥6.
故选:B.

点评 本题考查了函数的单调性与值域、分类讨论方法、简易逻辑的判定方法、利用导数研究函数的单调性,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.

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