题目内容

已知函数f(x)=2ax+
1
x
(a∈R).
(1)当0<a≤
1
2
时,试判断f(x)在(0,1]上的单调性并用定义证明你的结论;
(2)对于任意的x∈(0,1],使得f(x)≥6恒成立,求实数a的取值范围.
考点:利用导数求闭区间上函数的最值,利用导数研究函数的单调性
专题:导数的综合应用
分析:(1)利用定义证明即可,
(2)利用导数判断函数的最值,需要分类讨论,问题得以解决
解答: 解:(1)f(x)在(0,1]上的单调性递减,
理由如下:
设x1,x2∈(0,1],且x1<x2
则f(x1)-f(x2)=2ax1+
1
x1
-2ax2-
1
x2
=2a(x1-x2)+
x2-x1
x1x2
=
x2-x1
x1x2
(1-2ax1x2),
∵x1,x2∈(0,1],且x1<x2,0<a≤
1
2

∴x2-x1>0,0<x1•x2<1,0<2ax1x2<1,1-2ax1x2>0,
∴f(x1)-f(x2)>0,
∴f(x)在(0,1]上的单调性递减,
(2)∵f(x)=2ax+
1
x

∴f′(x)=2a-
1
x2
=
2ax2-1
x2

①当a≤0时,f′(x)<0,
∴函数f(x)在(0,1]单调递减,
∴f(x)min=f(1)=2a≥6,
解得a≤3,
∴a≤0时,对于任意的x∈(0,1],使得f(x)≥6恒成立,
②当a>0时,
令f′(x)=0,解得x=
1
2a

当f′(x)>0,即x>
1
2a
,函数f(x)单调递增,
当f′(x)<0,即0<x<
1
2a
,函数f(x)单调递减,
1
2a
≥1时,即0<a≤
1
2
时,f(x)在(0,1]上的单调性递减,
∴f(x)min=f(1)=2a≥6恒成立
解得a≤3,
1
2a
<1时,即a>
1
2
时,
∴f(x)在(0,
1
2a
]上的单调递减,在(
1
2a
,1)上单调递增,
∴f(x)min=f(
1
2a
)=2a•
1
2a
+
2a
≥6恒成立,
解得a≥
9
2

综上所述实数a的取值范围为(-∞,
1
2
]∪[
9
2
,+∞)
点评:本题主要考查了函数的单调性和导数与函数的最值问题,以及求参数的取值范围,属于中档题
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