题目内容

(2013•韶关一模)已知函数f(x)=|x|lnx2
(1)判断f(x)奇偶性,并求出函数f(x)的单调区间;
(2)若函数g(x)=f(x)-kx+1有零点,求实数k的取值范围.
分析:(1)求出函数f(x)的定义域,然后直接借助于函数的奇偶性的定义进行判断;由函数的导函数的符号判断当x>0时原函数的增减区间,利用函数的奇偶性得到函数在x<0时的单调区间,从而求出函数f(x)的单调区间;
(2)把函数f(x)的解析式代入g(x)=f(x)-kx+1,整理后分离出变量k,构造辅助函数h(x)=
|x|•lnx2
x
+
1
x
,分析知该函数为奇函数,利用导数求出当x>0时函数的极小值,根据奇函数的图象关于原点中心对称求出当x<0时函数的极大值,则使函数g(x)=f(x)-kx+1有零点的实数k的取值范围可求.
解答:解:(1)f(x)定义域为{x|x≠0},在数轴上关于原点对称,
且f(-x)=|-x|ln(-x)2=|x|lnx2=f(x),所以f(x)是偶函数.
当x>0时,f(x)=2xlnx,f′(x)=2(1+lnx).
由 f′(x)>0,1+lnx>0,解得:x>
1
e
,所以f(x)在(
1
e
,+∞)
是增函数;
由 f′(x)<0,1+lnx<0,解得:0<x<
1
e
.所以f(x)在(0,
1
e
)
是减函数.
因为f(x)是偶函数,图象关于y轴对称,
所以,当x<0时,f(x)在(-∞,-
1
e
)
是减函数,在(-
1
e
,0)
是增函数.
所以,f(x)的单调增区间是(
1
e
,+∞)
(-
1
e
,0)
;单调减区间是(0,
1
e
)
(-∞,-
1
e
)

(2)因为g(x)=f(x)-kx+1=|x|lnx2-kx+1.
由g(x)=0,得|x|•lnx2-kx+1=0,k=
|x|•lnx2
x
+
1
x

令h(x)=
|x|•lnx2
x
+
1
x

当x>0时,h(x)=
2x-1
x2

x>
1
2
,h′(x)>0,h(x)在(
1
2
,+∞)
是增函数;
0<x<
1
2
,h′(x)<0,h(x)在(0,
1
2
)
是减函数.
所以,当x>0时,h(x)极小值是h(
1
2
)=2-2ln2

因为h(x)是奇函数,所以,当x<0时,h(x)极大值是h(-
1
2
)=2ln2-2

所以 h(x)∈[2-2ln2,+∞)∪(-∞,2ln2-2],
即k∈[2-2ln2,+∞)∪(-∞,2ln2-2],函数g(x)有零点.
点评:本题考查了函数奇偶性的判断方法,考查了利用导数判断函数的单调性,考查了函数有无零点的判断方法,训练了构造函数法求函数的极值,解答的关键是熟悉奇函数在对称区间上具有相同的单调性,偶函数在对称区间上具有相反的单调性,是中档题.
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