解答题已知函数f(x)=ax2+lnx(a∈R).(1)当时,求f(x)在区间[1,e

发布时间:2020-07-09 09:17:26

解答题已知函数f(x)=ax2+lnx(a∈R).
(1)当时,求f(x)在区间[1,e]上的最大值和最小值;
(2)如果函数g(x),f1(x),f2(x),在公共定义域D上,满足f1(x)<g(x)<f2(x),那么就称为g(x)为f1(x),f2(x)的“活动函数”.
已知函数,.
①若在区间(1,+∞)上,函数f(x)是f1(x),f2(x)的“活动函数”,求a的取值范围;
②当时,求证:在区间(1,+∞)上,函数f1(x),f2(x)的“活动函数”有无穷多个.

网友回答

解:(1)当时,,;
对于x∈[1,e],有f'(x)>0,∴f(x)在区间[1,e]上为增函数,
∴,.
(2)①在区间(1,+∞)上,函数f(x)是f1(x),f2(x)的“活动函数”,则f1(x)<f(x)<f2(x)
令<0,对x∈(1,+∞)恒成立,
且h(x)=f1(x)-f(x)=<0对x∈(1,+∞)恒成立,

1)若,令p′(x)=0,得极值点x1=1,,
当x2>x1=1,即时,在(x2,+∞)上有p′(x)>0,
此时p(x)在区间(x2,+∞)上是增函数,并且在该区间上有p(x)∈(p(x2),+∞),不合题意;
当x2<x1=1,即a≥1时,同理可知,p(x)在区间(1,+∞)上,有p(x)∈(p(1),+∞),也不合题意;
2)若,则有2a-1≤0,此时在区间(1,+∞)上恒有p′(x)<0,
从而p(x)在区间(1,+∞)上是减函数;
要使p(x)<0在此区间上恒成立,只须满足,
所以≤a≤.
又因为h′(x)=-x+2a-=<0,h(x)在(1,+∞)上为减函数,
h(x)<h(1)=+2a≤0,所以a≤
综合可知a的范围是[,].
②当时,
则y=f2(x)-f1(x)=x2-lnx,x∈(1,+∞).
因为y′=>0,y=f2(x)-f1(x)在(1,+∞)为增函数,
所以f2(x)-f1(x)>f2(1)-f1(1)=.
设R(x)=f1(x)+(0<λ<1),则f1(x)<R(x)<f2(x),
所以在区间(1,+∞)上,函数f1(x),f2(x)的“活动函数”有无穷多个.解析分析:(1)由题意得,>0,∴f(x)在区间[1,e]上为增函数,即可求出函数的最值.(2)①由题意得:令<0,对x∈(1,+∞)恒成立,且h(x)=f1(x)-f(x)=<0对x∈(1,+∞)恒成立,分类讨论当或时两种情况求函数的最大值,可得到a的范围.又因为h′(x)=-x+2a-=<0,h(x)在(1,+∞)上为减函数,可得到a的另一个范围,综合可得a的范围.②设y=f2(x)-f1(x)=x2-lnx,x∈(1,+∞).因为y′=>0,y=f2(x)-f1(x)在(1,+∞)为增函数,所以f2(x)-f1(x)>f2(1)-f1(1)=.设R(x)=f1(x)+(0<λ<1),则f1(x)<R(x)<f2(x).点评:本题考查的知识点是利用导数求函数的最值,利用最值解决恒成立问题,二对于新定义题型关键是弄清新概念与旧知识点之间的联系即可,结合着我们已学的知识解决问题,这是高考考查的热点之一.
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