解答题已知二次函数h(x)=ax2+bx+c(c>0),其导函数y=h′(x)的图象如

发布时间:2020-07-27 01:48:43

解答题已知二次函数h(x)=ax2+bx+c(c>0),其导函数y=h′(x)的图象如图所示,f(x)=lnx-h(x).
(1)求函数f(x)在x=1处的切线斜率;
(2)若函数f(x)在区间(,m+)上是单调函数,求实数m的取值范围;
(3)若函数y=2x-ln?x(x∈[1,4])的图象总在函数y=f(x)的图象的上方,求c的取值范围.

网友回答

解:(1)由题知,h′(x)=2ax+b,其图象为直线,
且过A(2,-1)、B(0,3)两点,
∴,解得.
∴h(x)=-x2+3x+c.∴f(x)=ln?x-(-x2+3x+c)=x2-3x-c+ln?x.
∴f′(x)=2x-3+,∴f′(1)=2-3+=0,
所以函数f(x)在x=1处的切线斜率为0.
(2)由题意可知,函数f(x)的定义域为(0,+∞),
由(1)知,f′(x)=2x-3+==.
令f′(x)=0,得x=或x=1.
当x变化时,f(x)、f′(x)随x的变化情况如下表:
x(0,)(,1)1(1,+∞)f′(x)+0-0+f(x)↗极大值↘极小值↗∴f(x)的单调递增区间为(0,),(1,+∞);f(x)的单调递减区间为().
要使函数f(x)在区间(,m+)上是单调函数,
则,解得<m≤.
故实数m的取值范围是(,].
(3)由题意可知,2x-lnx>x2-3x-c+lnx在x∈[1,4]上恒成立,
即当x∈[1,4]时,c>x2-5x+2lnx恒成立.
设g(x)=x2-5x+2lnx,x∈[1,4],则c>g(x)max.易知g′(x)=2x-5+.令g′(x)=0得,x=或x=2.
当x∈(1,2)时,g′(x)<0,函数g(x)单调递减;当x∈(2,4)时,g′(x)>0,函数g(x)单调递增.
而g(1)=12-5×1+2ln?1=-4,g(4)=42-5×4+2ln?4=-4+4ln?2,
显然g(1)<g(4),故函数g(x)在[1,4]上的最大值为g(4)=-4+4ln?2,故c>-4+4ln?2.
∴c的取值范围为(-4+4ln?2,+∞).解析分析:(1)由导函数y=h′(x)的图象过点A,B,可求出h′(x),从而可求出f′(x),f′(1),即所求斜率;(2)利用导数求出f(x)的单调区间,则区间(,m+)为其一单调区间的子集,由此可解;(3)函数y=2x-ln?x(x∈[1,4])的图象总在函数y=f(x)的图象的上方,等价于2x-ln?x>f(x)在x∈[1,4]上恒成立,分离参数后转化为函数最值问题处理即可.点评:本题考查了导数的几何意义及导数与函数单调性的关系,注意不等式恒成立的等价表述方式,解决不等式恒成立常转化为函数最值问题解决.
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