已知函数,g(x)=x+lnx,其中a>0.(Ⅰ)若x=1是函数h(x)=f(x)+g(x)的极值点,求实数a的值;(Ⅱ)是否存在正实数a,使对任意的x1,x2∈[1

发布时间:2020-07-31 22:25:52

已知函数,g(x)=x+lnx,其中a>0.
(Ⅰ)若x=1是函数h(x)=f(x)+g(x)的极值点,求实数a的值;
(Ⅱ)是否存在正实数a,使对任意的x1,x2∈[1,e](e为自然对数的底数)都有f(x1)≥g(x2)成立,若存在,求出实数a的取值范围;若不存在,说明理由.

网友回答

(1)解:∵,其定义域为(0,+∞),∴.
∵x=1是函数h(x)的极值点,∴h'(1)=0,即3-a2=0,∵a>0,∴.
经检验,当时,x=1是函数h(x)的极值点,∴.
(2)解:假设存在实数a,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]时,都有[f(x)]min≥[g(x)]max,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.
∵,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.
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.2a≥e+1,得? a≥,1≤a≤e,∴≤a≤e.
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.
综上所述,存在正实数a的取值范围为 .
解析分析:(1)利用函数极值点的导数等于0,且此点的左侧和右侧导数的符号相反,求得实数a的值.(2)问题等价于对任意的x1,x2∈[1,e]时,都有[f(x)]min≥[g(x)]max,分类讨论,利用导数的符号判断函数的单调性,由单调性求出函数f(x)的最小值及g(x)]的最大值,根据它们之间的关系求出实数a的取值范围.

点评:本题考查函数在某点存在极值的条件,利用导数求函数在闭区间上的最值.
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