解答题已知函数f(x)=ax2+x-xlnx(a>0).(1)若函数满足f(1)=2,

发布时间:2020-07-09 02:03:05

解答题已知函数f(x)=ax2+x-xlnx(a>0).
(1)若函数满足f(1)=2,且在定义域内f(x)≥bx2+2x恒成立,求实数b的取值范围;
(2)若函数f(x)在定义域上是单调函数,求实数a的取值范围;
(3)当时,试比较与的大小.

网友回答

解:(1)由f(1)=2,得a=1,又x>0,
∴x2+x-xlnx)≥bx2+2x恒成立?1--≥b,…(1分)
令g(x)=1--,可得g(x)在(0,1]上递减,
在[1,∞)上递增,所以g(x)min=g(1)=0,
即b≤0…(3分)
(2)f′(x)=2ax-lnx,(x>0),
令f′(x)≥0得:2a≥,设h(x)=,当x=e时,h(x)max=,
∴当a≥时,函数f(x)在(0,+∞)单调递增…(5分)
若0<a<,g(x)=2ax-lnx,(x>0),g′(x)=2a-,
g′(x)=0,x=,x∈(0,),g′(x)<0,x∈(,+∞),g′(x)>0,
∴x=时取得极小值,即最小值.
而当0<a<时,g()=1-ln<0,
f′(x)=0必有根,f(x)必有极值,在定义域上不单调…(8分)
∴a≥…(9分)
(3)由(I)知g(x)=1-在(0,1)上单调递减,
∴<x<y<1时,g(x)>g(y)即<…(10分)
而<x<y<1时,-1<lnx<0,
∴1+lnx>0,
∴<…(12分)解析分析:(1)依题意,1--≥b,构造函数g(x)=1--,利用导数可求得g(x)min,从而可求得实数b的取值范围;(2)f′(x)=2ax-lnx,(x>0),令f′(x)≥0可求得a的范围,对a的范围分情况讨论可由f(x)在定义域上是单调函数,求得实数a的取值范围;(3)由(I)知g(x)=1-在(0,1)上单调递减,从而可得,<x<y<1时,<,进一步分析即可得到<.点评:本题考查利用导数求闭区间上函数的最值,考查函数的单调性与导数的关系,突出分类讨论思想在分析解决问题中的应用,属于难题.
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