题目内容
已知函数g(x)=
x3+
(a-2)x2,h(x)=2alnx,f(x)=g′(x)-h(x).
(1)当a∈R时,讨论函数f(x)的单调性.
(2)是否存在实数a,对任意的x1,x2∈(0,+∞),且x1≠x2,都有
<a.若存在,求出a的取值范围,若不存在,请说明理由.
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(1)当a∈R时,讨论函数f(x)的单调性.
(2)是否存在实数a,对任意的x1,x2∈(0,+∞),且x1≠x2,都有
| f(x2)-f(x1) |
| x1-x2 |
考点:利用导数研究函数的单调性
专题:导数的综合应用
分析:(1)通过讨论a的范围,从而得出函数的单调性;(2)先假设存在实数a,满足题意,通过讨论x1,x2的大小,得不等式组,求出a无解,从而得出结论.
解答:
解:(1)f(x)=
x2+(a-2)x-2alnx(x>0),
f′(x)=x+a-2-
=
(x>0),
①当a>0时,f(x)在(0,2)上是减函数,在(2,+∞)上是增函数.
②当-2<a≤0时,f(x)在(0,-a)上是增函数;在(-a,2)是减函数;在(2,+∞)上是增函数.
③当a=-2时,f(x)在(0,+∞)上是增函数.
④当a<-2时,f(x)在(0,2)上是增函数;在(2,-a)上是减函数;在(-a,+∞)上是增函数.
(2)假设存在实数a,对任意的x1,x2∈(0,+∞),且x1≠x2,都有
<a恒成立,
当x1>x2时,等价于 f(x2)-f(x1)<a(x1-x2)即f(x2)+ax2<f(x1)+ax1 恒成立.
令g(x)=f(x)+ax=
x2-2alnx-2x+2ax,只要g(x)在(0,+∞)上恒为增函数,所以g′(x)≥0恒成立即可.
又g′(x)=x-
-2+2a=
,只要x2+(2a-2)x-2a≥0在(0,+∞)恒成立即可.
设h(x)=x2+(2a-2)x-2a,则由△=4(a-1)2+8a=4a2+4>0及
得
,a∈∅,
当x1<x2时,等价于 f(x2)-f(x1)>a(x1-x2)即f(x2)+ax2>f(x1)+ax1 恒成立,
g(x)在(0,+∞)上恒为增函数,所以g′(x)>0恒成立即可,a∈∅,
综上所述,不存在实数a,对任意的x1,x2∈(0,+∞)且x1≠x2时,都有
<a.
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f′(x)=x+a-2-
| 2a |
| x |
| (x-2)(x+a) |
| x |
①当a>0时,f(x)在(0,2)上是减函数,在(2,+∞)上是增函数.
②当-2<a≤0时,f(x)在(0,-a)上是增函数;在(-a,2)是减函数;在(2,+∞)上是增函数.
③当a=-2时,f(x)在(0,+∞)上是增函数.
④当a<-2时,f(x)在(0,2)上是增函数;在(2,-a)上是减函数;在(-a,+∞)上是增函数.
(2)假设存在实数a,对任意的x1,x2∈(0,+∞),且x1≠x2,都有
| f(x2)-f(x1) |
| x1-x2 |
当x1>x2时,等价于 f(x2)-f(x1)<a(x1-x2)即f(x2)+ax2<f(x1)+ax1 恒成立.
令g(x)=f(x)+ax=
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| 2 |
又g′(x)=x-
| 2a |
| x |
| x2+(2a-2)x-2a |
| x |
设h(x)=x2+(2a-2)x-2a,则由△=4(a-1)2+8a=4a2+4>0及
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当x1<x2时,等价于 f(x2)-f(x1)>a(x1-x2)即f(x2)+ax2>f(x1)+ax1 恒成立,
g(x)在(0,+∞)上恒为增函数,所以g′(x)>0恒成立即可,a∈∅,
综上所述,不存在实数a,对任意的x1,x2∈(0,+∞)且x1≠x2时,都有
| f(x2)-f(x1) |
| x1-x2 |
点评:本题考查了函数的单调性问题,考查了求参数的范围问题,考查了导数的应用,是一道综合题.
练习册系列答案
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已知对数函数的图象过点M(9,2),则此对数函数的解析式为( )
| A、y=log2x | ||
| B、y=log3x | ||
C、y=log
| ||
D、y=log
|