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解答题已知函数f(x)=x-alnx(a为常数)(1)求函数f(x)的单调区间;(2)

时间:2021-09-29 08:26:49

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解答题已知函数f(x)=x-alnx(a为常数)(1)求函数f(x)的单调区间;(2)

问题补充:

解答题已知函数f(x)=x-alnx(a为常数)

(1)求函数f(x)的单调区间;

(2)当y=f(x)在x=1出取得极值时,若关于x的方程f(x)+2x=x2+b在上恰有两个不相等的实数根,求实数b的取值范围.

答案:

解:(1)求导函数,可得(x>0)

若a≤0,则f′(x)>0,函数在(0,+∞)上单调增,∴函数的单调增区间为(0,+∞);

若a>0,则f′(x)>0时,x>a,f′(x)<0时,x<a,∵x>0,∴0<x<a

∴函数的单调增区间为(a,+∞).单调减区间为(0,a);

(2)∵y=f(x)在x=1处取得极值,∴f′(1)=1-a=0,解得a=1

∴f(x)=x-lnx

∴f(x)+2x=x2+b,即x-lnx+2x=x2+b,亦即x2-3x+lnx+b=0

设g(x)=x2-3x+lnx+b(x>0)

则g(x)=2x-3+==

当x变化时,g(x),g(x)的变化情况如下表

x(0,)(,1)1(1,2)2g(x)+0-0+G(x)↗极大值↘极小值↗b-2+ln2当x=1时,g(x)最小值=g(1)=b-2,g=b--ln2,g(2)=b-2+ln2

∵方程f(x)+2x=x2+b在[,2]上恰有两个不相等的实数根

∴g≥0,g(1)<0,g(2)≥0

∴b--ln2≥0,b-2<0,b-2+ln2≥0

∴+ln2≤b≤2解析分析:(1)先求出函数的导函数,利用导数的正负,分类讨论,即可得到函数f(x)的单调区间;(2)由y=f(x)在x=1处取得极值,可知f(1)=0,从而可得函数解析式,设g(x)=x2-3x+lnx+b(x>0),研究当x变化时,g(x),g(x)的变化情况,确定函数的极值,利用关于x的方程f(x)+2x=x2+b在上恰有两个不相等的实数根,建立不等式,即可求得实数b的取值范围.点评:本题主要考查函数的极值,考查函数的单调性,考查学生分析解决问题的能力,属于中档题.

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