解答题已知函数,g(x)=x+lnx,其中a>0.(1)若x=1是函数h(x)=f(x

发布时间:2020-07-09 09:58:40

解答题已知函数,g(x)=x+lnx,其中a>0.
(1)若x=1是函数h(x)=f(x)+g(x)的极值点,求实数a的值;
(2)若函数φ(x)=f(x)-g(x)在[e,e2](e为自然对数的底数)上存在零点,求实数a的取值范围.
(3)若对任意的x1,x2∈[1,e]都有f(x1)≥g(x2)成立,求实数a的取值范围.

网友回答

解:(1)∵,其定义域为(0,+∞),
∴. (3分)
∵x=1是函数h(x)的极值点,∴h'(1)=0,即3-a2=0.
∵a>0,∴. (6分)
经检验当时,x=1是函数h(x)的极值点,
∴. (8分)
(2)由题意,可知方程在区间[e,e2]上有根,因为在[e,e2]上是单调减函数,lnx在[e,e2]上是单调增函数,(10分)
所以,(14分)∴(16分)
(3)对任意的x1,x2∈[1,e]都有f(x1)≥g(x2)成立,等价于对任意的x1,x2∈[1,e]都有[f(x)]min≥[g(x)]max. (7分)
当x∈[1,e]时,.
∴函数g(x)=x+lnx在[1,e]上是增函数.
∴[g(x)]max=g(e)=e+1.(9分)
∵,且x∈[1,e],a>0.
①当0<a<1且x∈[1,e]时,,
∴函数在[1,e]上是增函数,
∴[f(x)]min=f(1)=1+a2.
由1+a2≥e+1,得a≥,
又0<a<1,∴a不合题意. (11分)
②当1≤a≤e时,
若1≤x<a,则,
若a<x≤e,则.
∴函数在[1,a)上是减函数,在(a,e]上是增函数.
∴[f(x)]min=f(a)=2a.
由2a≥e+1,得a≥,
又1≤a≤e,∴≤a≤e. (13分)
③当a>e且x∈[1,e]时,,
∴函数在[1,e]上是减函数.
∴.
由≥e+1,得a≥,
又a>e,∴a>e. (15分)
综上所述,a的取值范围为. (16分)解析分析:(1)先函数h(x)的定义域,在对h(x)求导,由题意可知h′(1)=0,求出a的值(2)φ(x)=f(x)-g(x)=在[e,e2]存在零点,转化为,令,结合两函数在区间上的单调性可知,从而求出结果.(3)若对任意的x1,x2∈[1,e]都有f(x1)≥g(x2)成立?f(x1)min≥g(x2)max,从而转化为分别求函数f(x),g(x)在[1,e]的最小值、最大值点评:本题综合考查了极值存在的性质及零点判定定理的运用,函数的恒成立问题,解决此类问题常把问题进行转化,体现了转化的思想、方程与函数的思想的运用.属于中等难度的试题.
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