解答题已知函数f(x)=
(1)求函数f(x)在定义域上的单调区间;
(2)若关于x的方程f(x)-a=0恰有两个不同实数解,求实数a的取值范围;
(3)已知实数x1,x2∈(0,1],且x1+x2=1.若不等式f(x1)?f(x2)≤x+p-lnx在x∈(0,+∞)上恒成立,求实数p的最小值.
网友回答
解:(1)当x>2时,f(x)=f(2)=是常数,不是单调函数;
当0≤x≤2时,f(x)=,∴
令f′(x)>0,可得0<x<;令f′(x)<0,又0≤x≤2,∴可得<x<2
∴函数f(x)的单调递增区间是:(0,);;单调递减区间是:(,2)
(2)由(1)知,f(0)=1,f(x)max=f()=,f(2)=
方程f(x)-a=0恰有两个不同实数解,等价于直线y=a与曲线y=f(x)恰有两个交点,∴1≤a<;
(3)∵实数x1,x2∈(0,1],且x1+x2=1,∴当x1=x2=时,,∴f(x1)+f(x2)=成立
下面先证f(x1)+f(x2)≤.
先求0≤x≤2时,函数f(x)=,在x=处的切线方程
∵k=,∴切线方程为,即
下面证明:f(x)=≤,∴4x3-32x2+29x-7≤0(0<x≤1)成立
令g(x)=4x3-32x2+29x-7(0<x≤1),则g′(x)=12x2-64x+29=(2x-1)(6x-29)(0<x≤1),
∴g(x)在(0,)递增,在(,1)单调递减,∴g(x)max=g()=0
∴f(x)=≤成立
∴f(x1)?f(x2)≤×≤=当且仅当当x1=x2=时取等号,
∴[f(x1)?f(x2)]max=,
设h(x)=x+p-lnx(x>0),则h′(x)=1-(x>0),
令h′(x)>0,则x<0或x>1,∵x>0,∴x>1;令h′(x)<0,则0<x<1
∴当0<x<1时,函数h(x)单调递减;当x>1时,函数h(x)单调递增
∴h(x)min=h(1)=1+p
∴不等式f(x1)?f(x2)≤x+p-lnx在x∈(0,+∞)上恒成立,等价于≤1+p,
∴p≥
∴实数p的最小值为.解析分析:(1)当x>2时,f(x)不是单调函数;当0≤x≤2时,求导函数,由导数的正负,考查函数的单调区间;(2)由(1)知,f(0)=1,f(x)max=f()=,f(2)=,方程f(x)-a=0恰有两个不同实数解,等价于直线y=a与曲线y=f(x)恰有两个交点,由此可得结论;(3)先证f(x1)+f(x2)≤,确定[f(x1)?f(x2)]max=,再设h(x)=x+p-lnx(x>0),求出函数的最小值∴h(x)min=h(1)=1+p,从而不等式f(x1)?f(x2)≤x+p-lnx在x∈(0,+∞)上恒成立,等价于≤1+p,由此可求实数p的最小值.点评:本题考查导数知识的运用,考查函数的单调性,考查方程的解,考查恒成立问题,解题的关键是确定函数的最值,属于中档题.