函数f(x)=(2-a)(x-1)-2lnx,g(x)=xe1-x(a∈R,e为自然数的底数)(Ⅰ)讨论函数f(x)的单调性;(II)?若对任意给定的x0∈(0,e]

发布时间:2020-08-04 14:17:45

函数f(x)=(2-a)(x-1)-2lnx,g(x)=xe1-x(a∈R,e为自然数的底数)
(Ⅰ)讨论函数f(x)的单调性;
(II)?若对任意给定的x0∈(0,e],在(0,e]上总存在两个不同的xi(i=1,2),使得f(xi)=g(x0)成立,求a的取值范围.

网友回答

解:(1)函数的定义域为(0,+∞)
(x>0)
当a=2时,f′(x)<0,则函数f(x)在(0,+∞)上为减函数;
当a>2时,,则函数f(x)在(0,+∞)上为减函数;
当a<2时,,故当时,f′(x)<0,此时f(x)为减函数;当时,f′(x)>0f(x)为增函数.
综上,当a≥2时,f(x)在(0,+∞)上是减函数;当a<2时,f(x)在上是减函数,在上是增函数.
(2)g′(x)=e1-x-xe1-x=(1-x)e1-x
当x∈(0,1)时,g′(x)>0,函数g(x)单调递增;
当x∈(1,e]时,g′(x)<0,函数g(x)单调递减.
又因为g(0)=0,g(1)=1,g(e)=e?e1-e>0
所以,函数g(x)在(0,e]上的值域为(0,1]
=,x∈(0,e]
当x=?时,f′(x)=0
故由题意得,f(x)在(0,e]上不单调.
∴,即????? ①
故当时,f′(x)<0,f(x)为减函数;当时,f′(x)>0,f(x)为增函数.
∴当x=?时,函数f(x)取到极小值,也是最小值,f(e)=(2-a)(e-1)-2
∴对任意给定的x0∈(0,e],在(0,e]上总存在两个不同的xi(i=1,2),使得f(xi)=g(x0)成立,当且仅当a满足下列条件:,


则,令h′(a)=0,解得a=0或a=2
故当a∈(-∞,0)时,h′(a)>0,函数h(a)单调递增;当时,h′(a)<0,函数h(a)单调递减.
∴对于任意的,有h(a)≤h(0)=0,即②对于任意的恒成立.
由③解得? ④
综合①④可知,当时,对任意给定的x0∈(0,e],在(0,e]上总存在两个不同的xi(i=1,2),使得f(xi)=g(x0)成立.
故a的范围是

解析分析:(1)求出函数f(x)的导函数f′(x),由f′(x)的正负判断函数的单调性;(2)求出函数g(x)的导函数g′(x),由g′(x)的正负判断函数的单调性并求出函数g(x)在(0,e]上的值域;当x=?时,f′(x)=0,故由题意得,,即?①,讨论在(0,e]上的单调性,研究f(x)的最值,当且仅当a满足下列条件:,由③式得? ④.综合①④可知,当时,对任意给定的x0∈(0,e],在(0,e]上总存在两个不同的xi(i=1,2),使得f(xi)=g(x0)成立.

点评:本题主要考查了学生会利用导函数的正负确定函数的单调性,会根据函数的增减性求出闭区间上函数的最值,能够判断不等式恒成立时所满足的条件.
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