题目内容

【题目】已知函数

(Ⅰ)若函数存在最小值,且最小值大于,求实数的取值范围;

(Ⅱ)若存在实数,使得,求证:函数在区间上单调递增。

【答案】(Ⅰ) (Ⅱ)详见解析

【解析】

(Ⅰ)求出函数的导数,通过讨论a的范围,求出函数的单调区间,求出函数的最小值,从而确定a的范围即可;

(Ⅱ)令h(x)=f(x)﹣f(2a﹣x),x∈(0,a),得到f(x1)>f(2a﹣x1),结合f(x1)=f(x2),从而证明结论.

(Ⅰ)f′(x),

①a≤0时,f′(x)>0在(0,+∞)恒成立,

∴f(x)在(0,+∞)递增,故无最小值;

②a>0时,由f′(x)>0,解得:x>a,

由f′(x)<0,解得:0<x<a,

故f(x)在(0,a)递减,在(a,+∞)递增,

此时f(x)有最小值,且f(x)min=a(1﹣a﹣lna),

令g(a)=1﹣a﹣lna(a>0),

则g(a)在(0,+∞)递减,又g(1)=0,

∴0<a<1时,g(a)>0,此时f(x)min>0,

a≥1时,g(a)≤0,此时f(x)min≤0,

故a的范围是(0,1);

(Ⅱ)由(Ⅰ)可知,要存在实数x1,x2,使得f(x1)=f(x2),则a>0,

∵f(x)在(0,a)递减,在(a,+∞)递增,

不妨设0<x1<x2,则0<x1<a,

令h(x)=f(x)﹣f(2a﹣x),x∈(0,a),

则h′(x),

∴x∈(0,a)时,h′(x)<0,

∴h(x)在(0,a)递减,

∵x1∈(0,a),∴h(x1)>h(a)=f(a)﹣f(a)=0,

即f(x1)﹣f(2a﹣x1)>0,

∴f(x1)>f(2a﹣x1),

∵f(x1)=f(x2),

∴f(x2)>f(2a﹣x1),

∵0<x1<a,∴2a﹣x1>a,

∵f(x)在(a,+∞)递增,

∴x2>2a﹣x1,∴a,

∴函数f(x)在区间[,+∞)递增,

∵x1≠x2,∴,

∴函数f(x)在区间[,+∞)上单调递增.

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