题目内容
已知函数g(x)=ax,h(x)=x2-xlna-b(a>0且a≠1,b∈R),设f(x)=g(x)+h(x).
(Ⅰ)试判断y=f(x)在(0,+∞)上的单调性;
(Ⅱ)若函数y=g(x)-h(x)在x=0处的切线的倾斜角为锐角,且对函数f(x),?x1,x2∈[-1,1],使得|f(x1)-f(x2)|≥e-1成立,试求a的取值范围.
(Ⅰ)试判断y=f(x)在(0,+∞)上的单调性;
(Ⅱ)若函数y=g(x)-h(x)在x=0处的切线的倾斜角为锐角,且对函数f(x),?x1,x2∈[-1,1],使得|f(x1)-f(x2)|≥e-1成立,试求a的取值范围.
考点:利用导数研究函数的单调性,利用导数研究曲线上某点切线方程
专题:导数的综合应用
分析:(Ⅰ)先求出f′(x)=(ax-1)lna+2x,分别讨论0<a<1时,a>1时的情况,从而求出函数的单调性;
(Ⅱ)先求出f′(x)=(ax-1)lna+2x,分别讨论0<a<1时,a>1时的情况,从而求出a的范围.
(Ⅱ)先求出f′(x)=(ax-1)lna+2x,分别讨论0<a<1时,a>1时的情况,从而求出a的范围.
解答:
解:(Ⅰ)∵f(x)=g(x)+h(x)=ax+x2-xlna-b,
∴f′(x)=axlna+2x-lna=(ax-1)lna+2x,
当0<a<1时,lna<0,0<ax<1,
∴f′(x)=(ax-1)lna+2x>0,
即此时y=f(x)在(0,+∞)上的单调递增;
当a>1时,lna>0,ax>1,
∴f′(x)=(ax-1)lna+2x>0,
即y=f(x)在(0,+∞)上的单调递增;
综上f(x)在(0,+∞)上的单调递增;
(Ⅱ)∵f′(x)=(ax-1)lna+2x,
0<a<1时,lna<0,0<ax<1,
∴f′(x)=(ax-1)lna+2x>0,
∴f(x)在(0,+∞)递增,
a>1时,lna>0,ax>1,
∴f′(x)=(ax-1)lna+2x>0,
∴f(x)在(0,+∞)上递增,
∴f(x)max=f(1),
∴f(1)-f(0)≥e-1,
∴a-lna≥e-lne,
令H(a)=a-lna(a>1),
∴H(a)在(1,+∞)递增,
∴a≥e.
∴f′(x)=axlna+2x-lna=(ax-1)lna+2x,
当0<a<1时,lna<0,0<ax<1,
∴f′(x)=(ax-1)lna+2x>0,
即此时y=f(x)在(0,+∞)上的单调递增;
当a>1时,lna>0,ax>1,
∴f′(x)=(ax-1)lna+2x>0,
即y=f(x)在(0,+∞)上的单调递增;
综上f(x)在(0,+∞)上的单调递增;
(Ⅱ)∵f′(x)=(ax-1)lna+2x,
0<a<1时,lna<0,0<ax<1,
∴f′(x)=(ax-1)lna+2x>0,
∴f(x)在(0,+∞)递增,
a>1时,lna>0,ax>1,
∴f′(x)=(ax-1)lna+2x>0,
∴f(x)在(0,+∞)上递增,
∴f(x)max=f(1),
∴f(1)-f(0)≥e-1,
∴a-lna≥e-lne,
令H(a)=a-lna(a>1),
∴H(a)在(1,+∞)递增,
∴a≥e.
点评:本题考查了函数的单调性,考查导数的应用,分类讨论思想,是一道综合题.
练习册系列答案
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D、
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