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.
(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)=
+
,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.
(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 |
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>
,所以f(x)在(
,+∞)是增函数;
由 f′(x)<0,1+lnx<0,解得:0<x<
.所以f(x)在(0,
)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(-∞,-
)是减函数,在(-
,0)是增函数.
所以,f(x)的单调增区间是(
,+∞),(-
,0);单调减区间是(0,
),(-∞,-
),
(2)因为g(x)=f(x)-kx+1=|x|lnx2-kx+1.
由g(x)=0,得|x|•lnx2-kx+1=0,k=
+
.
令h(x)=
+
,
当x>0时,h′(x)=
.
当x>
,h′(x)>0,h(x)在(
,+∞)是增函数;
当0<x<
,h′(x)<0,h(x)在(0,
)是减函数.
所以,当x>0时,h(x)极小值是h(
)=2-2ln2.
因为h(x)是奇函数,所以,当x<0时,h(x)极大值是h(-
)=2ln2-2,
所以 h(x)∈[2-2ln2,+∞)∪(-∞,2ln2-2],
即k∈[2-2ln2,+∞)∪(-∞,2ln2-2],函数g(x)有零点.
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 |
| 1 |
| e |
由 f′(x)<0,1+lnx<0,解得:0<x<
| 1 |
| e |
| 1 |
| e |
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 |
| 1 |
| e |
所以,f(x)的单调增区间是(
| 1 |
| e |
| 1 |
| e |
| 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 |
当x>
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
当0<x<
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
所以,当x>0时,h(x)极小值是h(
| 1 |
| 2 |
因为h(x)是奇函数,所以,当x<0时,h(x)极大值是h(-
| 1 |
| 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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