设函数,f(x)=x2-alnx,g(x)=x2-x+m,令F(x)=f(x)-g(x)(Ⅰ)求函数f(x)的单调区间(Ⅱ)当m=0时,x∈(1,+∞)时,试求实数a

发布时间:2020-07-31 14:51:33

设函数,f(x)=x2-alnx,g(x)=x2-x+m,令F(x)=f(x)-g(x)
(Ⅰ)求函数f(x)的单调区间
(Ⅱ)当m=0时,x∈(1,+∞)时,试求实数a的取值范围,使得F(x)的图象恒在x轴上方;
(Ⅲ)当a=2时,若函数F(x)在[1,3]上恰好有两个不同的零点,求实数m的取值范围.

网友回答

解:(I)由意知函数f(x)的定义域是(0,+∞)
又…(1分)
∴当a>0,由f(x)'>0可得

∴函数的单调递增区间为,
单调减区间为…(4分)
当a≤0时,f'(x)>0,∴函数的单调递增区间为(0,+∞)…(5分)
(II)当m=0时,函数F(x)的图象恒在x轴上方等价于F(x)>0在(1,+∞)上恒成立
由m=0,F(x)>0可得-alnx>-x∵x∈(1,+∞)

记恒成立
等价于a<?(x)min(x∈(1,+∞))

∴当x∈(1,e)时;?'(x)<0;当x∈(e,+∞)时,?'(x)>0
故?(x)在x=e处取得极小值,
也是最小值,即?(x)min=?(e)=e∴a<e
故a的取值范围是(-∞,e).…(5分)
(III)函数F(x)在[1,3]上恰有两个不同的零点等价于方程x-2lnx=m,
在[1,3]上恰有两个相异实根.

当x∈[1,2)时,h'(x)<0,当x∈(2,3]时,h'(x)>0
故在[1,3]上h(x)min=h(2)=2-ln2…(8分)
又h(1)=1,h(3)=3-2ln3∵h(1)>h(3)∴只需h(2)<m≤h(3)
故m的取值范围是(2-2ln2,3-2ln3].…(9分)
解析分析:(I)先求函数的定义域,然后讨论a的正负,分别解不等式f(x)'>0与f(x)'<0,即可求出函数的单调区间;(II)当m=0时,函数F(x)的图象恒在x轴上方等价于F(x)>0在(1,+∞)上恒成立,将a分离出来,然后研究另一侧函数的最小值即可求出a的范围;(III)函数F(x)在[1,3]上恰有两个不同的零点等价于方程x-2lnx=m,在[1,3]上恰有两个相异实根,然后利用导数研究y=x-2lnx在[1,3]的值域即可求出m的范围.

点评:本题主要考查了利用导数研究函数的值域、研究闭区间上的值域等有关问题,是一道综合题,属于中档题.
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