题目内容
已知f(x)=ln(ax+b)-x,其中a>0,b>0(1)求f(x)在[0,+∞)上是减函数的充要条件;
(2)求f(x)在[0,+∞)上的最大值;
(3)解不等式ln(1+
x-
|
x-
|
分析:(1)先求出函数的导数,再求充分性由x≥0,a>0,b>0⇒当f'(x)≤0时,a-b≤0;然后求必要性:当a≤b时,由a>0,b>0,x≥0,⇒ax+b>0,a-b-ax≤0,即可求出充要条件;
(2)由(1)能够得出当a≤b时,(x)的最大值为f(0)=lnb;当b<a时,f(x)在[0,
]是增函数,f(x)在[
,+∞)是减函数,进而求得当x=
时取得最大值为lna-
,最后在总结即可;
(3)解不等式ln(1+
)-
≤ln2-1能够转化成f(
)≤f(1),再根据函数的单调性即可求出解题.
(2)由(1)能够得出当a≤b时,(x)的最大值为f(0)=lnb;当b<a时,f(x)在[0,
| a-b |
| a |
| a-b |
| a |
| a-b |
| a |
| a-b |
| a |
(3)解不等式ln(1+
x-
|
x-
|
x-
|
解答:解:(1)f'(x)=
-1=
充分性:因为x≥0,a>0,b>0所以,当f'(x)≤0时,a-b≤0,即a≤b
必要性:当a≤b时,因为a>0,b>0,x≥0,所以ax+b>0,a-b-ax≤0,即f'(x)≤0
所以f(x)在[0,+∞)上是减函数的充要条件是“a≤b”
(2)由(1)知当a≤b时f(x)在[0,+∞)上是减函数
∴f(x)的最大值为f(0)=lnb
当b<a时,因为f'(x)=
∴当0≤x<
时,f'(x)>0;当x>
时,f'(x)<0
即f(x)在[0,
]是增函数,f(x)在[
,+∞)是减函数
则当x=
时取得最大值为lna-
综上,[f(x)max]=
b<a
(3)在(1)中取a=b=1,得f(x)=ln(x+1)-x
由(1)知f(x)在[0,+∞)上是减函数
∵ln(1+
)-
≤ln2-1即f(
)≤f(1)
∴
≥1解得
≤x<0或x≥
∴不等式的解集为[
,0)∪[
,+∞)
| a |
| ax+b |
| a-b-ax |
| ax+b |
充分性:因为x≥0,a>0,b>0所以,当f'(x)≤0时,a-b≤0,即a≤b
必要性:当a≤b时,因为a>0,b>0,x≥0,所以ax+b>0,a-b-ax≤0,即f'(x)≤0
所以f(x)在[0,+∞)上是减函数的充要条件是“a≤b”
(2)由(1)知当a≤b时f(x)在[0,+∞)上是减函数
∴f(x)的最大值为f(0)=lnb
当b<a时,因为f'(x)=
| a-b-ax |
| ax+b |
∴当0≤x<
| a-b |
| a |
| a-b |
| a |
即f(x)在[0,
| a-b |
| a |
| a-b |
| a |
则当x=
| a-b |
| a |
| a-b |
| a |
综上,[f(x)max]=
|
(3)在(1)中取a=b=1,得f(x)=ln(x+1)-x
由(1)知f(x)在[0,+∞)上是减函数
∵ln(1+
x-
|
x-
|
x-
|
∴
x-
|
1-
| ||
| 2 |
1+
| ||
| 2 |
∴不等式的解集为[
1-
| ||
| 2 |
1+
| ||
| 2 |
点评:本题考查了函数单调性和导数的关系以及利用导数求出最值,第(2)要注意分情况求最值,属于中档题.
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