题目内容

(2013•杭州模拟)已知函数f(x)=ax+
a
x
+b
(a,b∈R)的图象在点(1,f(1))处的切线在y轴上的截距为3,若f(x)>x在(1,+∞)上恒成立,则a的取值范围是(  )
分析:先根据图象在点(1,f(1))处得切线在y轴上的截距为3,求得b=3-2a,再将f(x)>x在(1,+∞)上恒成立,转化为f(x)-x>0在(1,+∞)上恒成立,构造新函数,再进行分类讨论,即可确定a的取值范围.
解答:解:由题意,f(1)=2a+b∵函数f(x)=ax+
a
x
+b(a,b∈R)
∴f′(x)=a-
a
x2

∴f′(1)=0;
所以图象在点(1,f(1))处的切线为:y=f(1)=2a+b=3,
∴b=3-2a 若f(x)>x在(1,+∞)上恒成立,即:f(x)-x>0在(1,+∞)上恒成立;
设g(x)=f(x)-x=(a-1)x+
a
x
+3-2a,
∴g′(x)=a-1-
a
x2
,a≤0时,x2>1,0<
1
x2
<1,∴0<
a
x2
-<-a,∴a-1-
a
x2
<-1<0;
0<a<1时,a-1<0,∴-
a
x2
<0,∴a-1-
a
x2
<0;
所以a<1时,g′(x)<0,g(x)在(1,+∞)上是减函数,
∴g(x)>0不会恒成立,不满足题意;
把a=1代入可得:g(x)=
1
x
+1>0在(1,+∞) 上恒成立,符合条件;
a>1时,g′(x)=0 得:x=
a
a-1

当x>
a
a-1
时,g′(x)>0;1<x<
a
a-1
时,g′(x)<0,
所以g(x)min=g(
a
a-1
)>0即可,
即:(a-1)
a
a-1
+
a
a
a-1
+3-2a>0
∴2
a(a-1)
>2a-3.
①当1<a≤
3
2
时,上式恒成立;
②当a>
3
2
时,平方得:4a2-4a>4a2-12a+9 即:a>
9
8

∴a>
3
2
时,符合题意;综上可知:a的取值范围是:[1,+∞),
故答案为:[1,+∞).
点评:本题重点考查导数知识的运用,考查恒成立问题,解题时正确分类,利用导数确定函数的单调性是关键
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