题目内容

已知函数f(x)=x-
1
x
+alnx-1在其定义域上为增函数
(1)求a的取值范围;
(2)当a≥-2时,试给出零点所在的一个闭区间.
考点:利用导数研究函数的单调性,函数的零点
专题:计算题,函数的性质及应用,导数的综合应用
分析:(1)求出函数的导数,由于f(x)在其定义域(0,+∞)上为增函数,则f′(x)≥0在(0,+∞)上恒成立,
即有x2+1+ax≥0在(0,+∞)上恒成立,即a≥-(x+
1
x
max,运用基本不等式,即可求得右边的最大值;
(2)根据(1)的单调性,及零点存在定理,判断f(1)<0,f(5)>0恒成立,即可得到零点存在的区间.
解答: 解:(1)f(x)=x-
1
x
+alnx-1(x>0)的导数为
f′(x)=1+
1
x2
+
a
x
=
x2+1+ax
x2

由于f(x)在其定义域(0,+∞)上为增函数,
则f′(x)≥0在(0,+∞)上恒成立,
即有x2+1+ax≥0在(0,+∞)上恒成立,
即a≥-(x+
1
x
max
由于x+
1
x
≥2,即有-(x+
1
x
)≤-2,
当且仅当x=1取得最大值-2.
则a≥-2;
(2)由(1)可得,当a≥-2时,f(x)在x>0上递增,
由于f(1)=-1<0,
f(5)=5-
1
5
+aln5-1
=
19
5
+aln5≥
19
5
-2ln5>0,
由零点存在定理可得,
当a≥-2时,函数f(x)的零点所在的一个区间为[1,5].
点评:本题考查函数的导数的运用:判断单调性,考查不等式的恒成立注意转化为求函数的最值,考查零点存在定理及运用,考查运算能力,属于中档题和易错题.
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