题目内容

已知f(x)=
x
,g(x)=x+a(a>0)
,设F(x)=
ag(x)-f(x)
f(x)

(1)当a=4时,求F(x)的最小值
(2)当1≤x≤4时,不等式F(x)>1恒成立,求a的取值范围.
分析:(1)把a=4代入到F(x)中化简得到F(x)的解析式利用基本功不等式求出F(x)的最小值即可;
(2)可设t=
x
h(t)=a(t+
a
t
)
,F(x)>1在x∈[1,4]上恒成立,则只需h(t)在[1,2]上的最小值大于2,由函数y=x+
a
x
的单调性求最值的方法求出最值即可列出关于a的不等式,求出解集即可.
解答:解:(1)当a=4时,F(x)═
4x+16-
x
x
=4(
x
+
4
x
)-1≥4•2
4
-1=15
x
=
4
x
,即x=4时
,F(x)min=15(4分)
(2)F(x)=
ag(x)-f(x)
f(x)
=
a(x+a)-
x
x
=a(
x
+
a
x
)-1,x∈[1,4]
(6分)
t=
x
,则F(x)=a(t+
a
t
)-1,t∈[1,2]
,令h(t)=a(t+
a
t
)
∵F(x)>1在x∈[1,4]上恒成立,则只需h(t)在[1,2]上的最小值大于2,由函数y=x+
a
x
的单调性知
a
>2
h(t)min=h(2)>2
1≤
a
≤2
h(t)min=h(
a
)>2
0<
a
<1
h(t)min=h(1)>2
a>4
a(2+
a
2
)>2
1≤a≤4
2a
a
>2
0<a<1
a(1+a)>2
,解得a>1(12分)
点评:考查学生基本不等式在最值问题中的应用、利用整体代换的数学思想解决数学问题的能力,以及不等式恒成立的证明方法.
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