题目内容
已知函数
.
(I)若
,求函数f(x)的极值;
(II)若对任意的x∈(1,3),都有f(x)>0成立,求a取值范围.
解:(I)函数f(x)的定义域为(0,+∞).
f′(x)=
,
当
时,
=
,
令f′(x)=0,解得
或2.列表:
函数f(x)在
处取得极大值
,
函数f(x)在x=2处取得极小值f(2)=ln2-
;
(II)
,当x∈(1,3)时,
,
(i)当1+a≤2,即a≤1时,x∈(1,3),f′(x)>0,函数f(x)在(1,3)是增函数,
?x∈(1,3),f(x)>f(1)=0恒成立;
(ii)当
,即
时,x∈(1,3)时,f′(x)<0,函数f(x)在(1,3)是减函数,
?x∈(1,3),f(x)<f(1)=0恒成立,不合题意,应舍去;
(iii)当2<1+a<
,即
时,x∈(1,3)时,f′(x)先取负,再取0,最后取正,函f(x)在(1,3)先递减,再递增,而f(1)=0,∴?x∈(1,3),f(x)>f(1)=0不能恒成立;
综上,a的取值范围是(-∞,1).
分析:(Ⅰ)先求出函数的导数,利用导数在某点取得极值的条件即可得出;
(Ⅱ)先求导,通过对a分类讨论以确定f′(x)的正负,即函数f(x)的单调性即可得出.
点评:熟练掌握分类讨论的思想方法、利用导数研究函数的单调性等性质是解题的关键.
f′(x)=
当
令f′(x)=0,解得
| x | 2 | (2,+∞) | |||
| f′(x) | + | 0 | - | 0 | + |
| f(x) | 单调递增 | 极大值 | 单调递减 | 极小值 | 等单调递增 |
函数f(x)在x=2处取得极小值f(2)=ln2-
(II)
(i)当1+a≤2,即a≤1时,x∈(1,3),f′(x)>0,函数f(x)在(1,3)是增函数,
?x∈(1,3),f(x)>f(1)=0恒成立;
(ii)当
?x∈(1,3),f(x)<f(1)=0恒成立,不合题意,应舍去;
(iii)当2<1+a<
综上,a的取值范围是(-∞,1).
分析:(Ⅰ)先求出函数的导数,利用导数在某点取得极值的条件即可得出;
(Ⅱ)先求导,通过对a分类讨论以确定f′(x)的正负,即函数f(x)的单调性即可得出.
点评:熟练掌握分类讨论的思想方法、利用导数研究函数的单调性等性质是解题的关键.
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