已知函数 .(Ⅰ)当时.求函数f(x)在[1.e]上的最大值和最小值,的单调性.

发布时间:2021-02-18 09:20:20

已知函数 .
(Ⅰ)当时,求函数f(x)在[1,e]上的最大值和最小值;
(Ⅱ)若a>0,讨论f(x)的单调性.

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答案:解:(Ⅰ)f(x)的定义域为{x|x>0},….(1分)
当a=-时,f′(x)=-,….(2分)
令f′(x)=0,在[1,e]上得极值点x=2,
x[1,2)2(2,e]
f′(x)+0-
f(x)2ln2-1
….(4分)
∵f(1)=-,f(e)=2-,….(5分)
f(1)<f(e),
∴f(x)max=f(2)=2ln2-1,f(x)min=f(1)=-.….(7分)
(Ⅱ)f′(x)=,….(8分)
①0<a<时,由f′(x)>0得0<x<2或x>,
所以f(x)的单调增区间是(0,2),(,+∞),
由f′(x)<0得2<x<,
所以f(x)的单调减区间是(2,); ….(10分)
②a=时,f′(x)≥0在(0,+∞)上恒成立,且当且仅当f′(2)=0,
∴f(x)在(0,+∞)单调递增; ….(11分)
③当a>时,由f′(x)>0得0<x<或x>2,
所以f(x)的单调增区间是(0,),(2,+∞),
由f′(x)<0得<x<2,
所以f(x)的单调减区间是(,2).….(13分)
分析:(Ⅰ)当a=-时,可求得f′(x),令f′(x)=0,可求得极值点,将x的取值情况,f′(x)正负情况及f(x)的增减情况列表,可求得函数f(x)在[1,e]上的最大值和最小值;
(Ⅱ)由于2-=,对0<a<,a=及a>时分类讨论,根据f′(x)的正负情况即可得到函数的单调区间.
点评:本题考查利用导数求闭区间上函数的最值,突出考查利用导数研究函数的单调性,考查分类讨论思想与分析推理能力,属于难题.
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