题目内容

已知函数f(x)=x-
2
x
+1-alnx
,a>0,
(1)讨论f(x)的单调性;
(2)设a=3,求f(x)在区间[1,e2]上值域.期中e=2.71828…是自然对数的底数.
(I)∵函数f(x)=x-
2
x
+1-alnx
,a>0
∴f′(x)=1+
2
x2
-
a
x
,x>0
令t=
1
x
>0
y=2t2-at+1(t≠0)
①△=a2-8≤0,即:0<a≤2
2
,y≥0恒成立,此时函数f(x)在(0,+∞)上是增函数
②△=a2-8>0,即:a>2
2
,y=0有两个不等根
由2t2-at+1>0,得t<
a-
a2-8
4
或t>
a+
a2-8
4
,又x>0
0<x<
a-
a2-8
2
或x<0或x>
a+
a2-8
2

由2t2-at+1<0,得
a-
a2-8
2
<t<
a+
a2-8
2

a-
a2-8
2
<x<
a+
a2-8
2

综上:①0<a≤2
2
,函数f(x)在(0,+∞)上是增函数
②a>2
2
函数f(x)(0,
a-
a2-8
2
),(
a+
a2-8
2
,+∞)
上是增函数,在(
a-
a2-8
2
a+
a2-8
2
)
上是减函数,
(2)当a=3时,由(1)知f(x)在(1,2)上是减函数,在(2,+∞)上是增函数,
故函数在[1,2]是奇函数,在[2,e2]上是增函数
又f(1)=0,f(2)=2-3ln2,f(e2)=e2-
2
e2
-5>0

∴f(x)在区间[1,e2]上值域是[2-3ln2,e2-
2
e2
-5
]
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