已知函数f(x)=[1/2]x2-3x+(a-1)lnx,g(x)=ax,h(x)=f(x)-g(x)+3x,其中a∈R

1个回答

  • 解题思路:(I)求出函数的导函数,利用基本不等式求出函数的最小值,验证等号何时取得.

    (II)将a的代入h(x),求出导函数,列出x,h′(x),h(x)的变化如下表,求出极值.

    (III)构造新函数令

    F(x)=h(x)+x=h(x)=

    1

    2

    x

    2

    +(a−1)lnx−ax+x

    ,通过函数F(x)在(0,+∞)单调递增令导函数大于0恒成立,根据二次函数的图象,只需判别式小于等于0,求出a的范围.

    (I)f′(x)=x−3+

    a−1

    x=x+

    a−1

    x−3,其中x>0.

    因为a>1,所以a-1>0,又x>0,所以x+

    a−1

    x−3≥2

    a−1−3,

    当且仅当x=

    a−1时取等号,其最小值为2

    a−1−3.…(4分)

    (II)当a=3时,h(x)=

    1

    2x2+2lnx−3x,h′(x)=x+

    2

    x−3=

    (x−1)(x−2)

    x.…..(6分)

    x,h′(x),h(x)的变化如下表:

    x (0,1) 1 (1,2) 2 (2,+∞)

    h′(x) + 0 - 0 +

    h(x) 递增 −

    5

    2 递减 2ln2-4 递增所以,函数h(x)的单调增区间是(0,1),(2,+∞);单调减区间是(1,2).

    ….(8分)

    函h(x)在x=1处取得极大值−

    5

    2,在x=2处取得极小2ln2-4.

    ….(10分)

    (III)由题意h(x)=

    1

    2x2+(a−1)lnx−ax(a>0).

    不妨设x1<x2,则

    h(x1)−h(x2)

    x1−x2>−1得h(x1)+x1<h(x2)+x2.…(12分)

    令F(x)=h(x)+x=h(x)=

    1

    2x2+(a−1)lnx−ax+x,则函数F(x)在(0,+∞)单调递增.

    F′(x)=x−(a−1)+

    a−1

    x=

    x2−(a−1)x+a−1

    x≥0在(0,+∞)恒成立.

    即G(x)=x2-(a-1)x+a-1≥0(在0,+∞)恒成立.

    因为G(0)=a−1>0,

    a−1

    2>0,因此,只需△=(a-1)2-4(a-1)≤0.

    解得1<a≤5.

    故所求实数a的取值范围1<a≤5.….(14分)

    点评:

    本题考点: 利用导数求闭区间上函数的最值;函数恒成立问题;利用导数研究函数的单调性;利用导数研究函数的极值.

    考点点评: 本题主要考查利用导数研究函数的单调性.利用导数研究函数的单调性,求解函数的单调区间、极值、最值问题,是函数这一章最基本的知识,也是.教学中的重点和难点,学生应熟练掌握.