已知函数f(x)=(2-a)(x-1)-2lnx,g(x)=xe1-x(a∈R,e为自然对数的底数).(Ⅰ)若不等式f(x)>0对于一切恒成立,求a的最小值;(Ⅱ)若

发布时间:2020-08-06 07:36:12

已知函数f(x)=(2-a)(x-1)-2lnx,g(x)=xe1-x(a∈R,e为自然对数的底数).
(Ⅰ)若不等式f(x)>0对于一切恒成立,求a的最小值;
(Ⅱ)若对任意的x0∈(0,e],在(0,e]上总存在两个不同的xi(i=1,2),使f(xi)=g(x0)
成立,求a的取值范围.

网友回答

解:(Ⅰ)由题意得(2-a)(x-1)-2lnx>0在内恒成立,即在内恒成立,
设,则,
设,则,
∴φ(x)在内是减函数,∴,
∴h'(x)>0,h(x)在内为增函数,
则,∴a≥2-4ln2,
故a的最小值为2-4ln2.
(Ⅱ)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].
当a=2时,不合题意;当a≠2时,f'(x)=2-a-==,x∈(0,e]
当x=时,f'(x)=0.
由题意得,f(x)在(0,e]上不单调,故0<<e,即a<2-①
此时,当x变化时,f'(x),f(x)的变化情况如下:

又因为,当x→0时,f(x)→+∞,
f()=a-2ln,f(e)=(2-a)(e-1)-2,
所以,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:

令h(a)=a-2ln,a∈(-∞,2-),
则h′(a)=1-2[ln2-ln(2-a)]′=1-=,令h'(a)=0,得a=0或a=2,
故当a∈(-∞,0)时,h'(a)>0,函数h(a)单调递增;
当a∈(0,2-)时,h'(a)<0,函数h(a)单调递减.
所以,对任意a∈(-∞,2-),有h(a)≤h(0)=0,
即②对任意a∈(-∞,2-)恒成立.
由③式解得:a≤2-.④
综合①④可知,当a∈(-∞,2-]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f(xi)=g(x0)成立.

解析分析:(Ⅰ)不等式f(x)>0对于一切恒成立,分离参数后即在内恒成立,构造函数h(x)=2-(x),则问题转化为a>h(x)max,利用导数即可求得函数h(x)的最大值;
(Ⅱ)求出g′(x),根据导函数的正负得到函数的单调区间,即可求出g(x)的值域,而当a等于2时不合题意,当a不等于2
时,求出f′(x)=0时x的值,根据x属于(0,e]列出关于a的不等式得到①,并根据此时的x的值讨论导函数的正负得到函数f(x)的单调区间,根据单调区间得到②和③,令②中不等式的坐标为一个函数,求出此函数的导函数,讨论导函数的正负得到函数的单调区间,根据函数的增减性得到此函数的最大值,即可解出②恒成立和解出③得到④,联立①和④即可解出满足题意a的取值范围.

点评:此题考查学生会利用导函数研究函数的恒成立问题、最值问题,考查学生分析解决问题的能力.
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