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解答题已知函数f(x)=x2-3x+(a-1)lnx g(x)=ax h(x)=f(x

时间:2021-08-09 05:50:09

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解答题已知函数f(x)=x2-3x+(a-1)lnx g(x)=ax h(x)=f(x

问题补充:

解答题已知函数f(x)=x2-3x+(a-1)lnx,g(x)=ax,h(x)=f(x)-g(x)+3x,其中a∈R且a>1.

(I)求函数f(x)的导函数f′(x)的最小值;

(II)当a=3时,求函数h(x0的单调区间及极值;

(III)若对任意的x1,x2∈(0,+∞),x1≠x2,函数h(x)满足,求实数a的取值范围.

答案:

解:(I),其中x>0.

因为a>1,所以a-1>0,又x>0,所以,

当且仅当时取等号,其最小值为.…(4分)

(II)当a=3时,,.…..(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,在x=2处取得极小2ln2-4.

….(10分)

(III)由题意.

不妨设x1<x2,则得h(x1)+x1<h(x2)+x2.…(12分)

令,则函数F(x)在(0,+∞)单调递增.

=在(0,+∞)恒成立.

即G(x)=x2-(a-1)x+a-1≥0(在0,+∞)恒成立.

因为,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)解析分析:(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,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.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.

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