题目内容
已知函数
.
(1)若a=1,求曲线y=f(x)在点(2,f(2))处的切线方程;
(2)若函数g(x)=f'(x)+alnx在x∈[2,+∞)上单调递增,求实数a的取值范围;
(3)若在区间
上,f(x)>0恒成立,求实数a的取值范围.
解:求导函数,可得f′(x)=ax2-3x(a>0,x∈R)
(1)当a=1时,f′(x)=x2-3x,
∴
∴切线方程为
,即
(2)g(x)=f'(x)+alnx=ax2-3x+alnx(a>0,x∈R)
∵函数g(x)=f'(x)+alnx在x∈[2,+∞)上单调递增,
∴g′(x)≥0在x∈[2,+∞)上恒成立
即
在x∈[2,+∞)上恒成立
设
,则
∵x≥2,∴h′(x)<0
∴函数h(x)在x∈[2,+∞)上单调减
∴
∴实数a的取值范围为
;
(3)令f'(x)=0可得x=0或x=
>0
∵
,f(
)=
,f(
)=
,f(
)=1-
,f(0)=1
①
,即a>6时,函数在(
,0),
上单调增,
上单调减
∴要使在区间
上,f(x)>0恒成立,只需
,∴6<a<15;
②当
时,即0<a≤6,函数在(
,0)上单调增,
上单调减
∴要使在区间
上,f(x)>0恒成立,只需
,∴0<a≤6;
综上①②可知,0<a<15.
分析:(1)求导函数,利用导数的几何意义,确定切线的斜率,结合切点的坐标,可得切线方程;
(2)求导函数,利用函数g(x)=f'(x)+alnx在x∈[2,+∞)上单调递增,可得g′(x)≥0在x∈[2,+∞)上恒成立,分离参数,利用求最值,即可确定实数a的取值范围;
(3)令f'(x)=0可得x=0或x=
>0,根据
,分类讨论,确定函数的单调性,求出函数的最小值,建立不等式组,即可求得实数a的取值范围.
点评:本题考查导数知识的运用,考查导数的几何意义,考查恒成立问题,考查函数的单调性,正确求导,恰当分类是关键.
(1)当a=1时,f′(x)=x2-3x,
∴
∴切线方程为
(2)g(x)=f'(x)+alnx=ax2-3x+alnx(a>0,x∈R)
∵函数g(x)=f'(x)+alnx在x∈[2,+∞)上单调递增,
∴g′(x)≥0在x∈[2,+∞)上恒成立
即
设
∵x≥2,∴h′(x)<0
∴函数h(x)在x∈[2,+∞)上单调减
∴
∴实数a的取值范围为
(3)令f'(x)=0可得x=0或x=
∵
①
∴要使在区间
②当
∴要使在区间
综上①②可知,0<a<15.
分析:(1)求导函数,利用导数的几何意义,确定切线的斜率,结合切点的坐标,可得切线方程;
(2)求导函数,利用函数g(x)=f'(x)+alnx在x∈[2,+∞)上单调递增,可得g′(x)≥0在x∈[2,+∞)上恒成立,分离参数,利用求最值,即可确定实数a的取值范围;
(3)令f'(x)=0可得x=0或x=
点评:本题考查导数知识的运用,考查导数的几何意义,考查恒成立问题,考查函数的单调性,正确求导,恰当分类是关键.
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