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解答题已知函数f(x)=x++alnx.(I)求f(x)的单调递增区间;(II)设a=

时间:2020-03-19 01:51:28

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解答题已知函数f(x)=x++alnx.(I)求f(x)的单调递增区间;(II)设a=

问题补充:

解答题已知函数f(x)=x++alnx.

(I)求f(x)的单调递增区间;

(II)设a=1,g(x)=f′(x),问是否存在实数k,使得函数g(x)(均的图象上任意不同两点连线的斜率都不小于k?若存在,求k的取值范围;若不存在,说明理由.

答案:

解:(I)函数f(x)的定义域为(0,+∞),

∵f(x)=x++alnx,∴f′(x)=1-+=,

当a=0时,f′(x)=1>0,所以f(x)的单调递增区间是(0,+∞);

当a>0时,由f′(x)>0,即>0,解得x>a,所以f(x)的单调递增区间是(a,+∞);

当a<0时,由f′(x)>0,即>0,解得x>-2a,所以f(x)的单调递增区间是(-2a,+∞).

(II)当a=1时,g(x)=1-+,假设存在实数k,使得g(x)的图象上任意不同两点连线的斜率都不小于k,

即对任意x2>x1>0,都有≥k,亦即g(x2)-kx2≥g(x1)-kx1,

可设函数h(x)=g(x)-kx=1-+-kx(x>0),

故问题等价于h′(x)=--k≥0,即k≤-对x>0恒成立,

令t=,则F(t)=4t3-t2(t>0),所以F′(t)=12t2-2t,

令F′(t)=0,解得t=0(舍去)或t=,

当t变化时,F(t)与F′(t)的变化情况如下表:

故知F(t)在(0,)内单调递减,在(,+∞)内单调递增,

所以当t=时,F(t)取得最小值,且最小值为-,

∴当x>0时,F=-≥-,当且仅当x=6时取等号,

故k的取值范围是(-∞,-].解析分析:(I)根据负数没有对数求出f(x)的定义域,然后求出f(x)的导函数,分a=0,a大于0和a小于0三种情况令导函数大于0,求出相应的x的解,即可单调f(x)的单调递增区间;(II)把a=1代入f(x)的导函数确定出g(x),假设存在实数k,使得g(x)的图象上任意不同两点连线的斜率都不小于k,可设在定义域内任意的两个自变量x,利用斜率的计算方法表示出斜率,并大于等于k,去分母变形,然后设h(x)=g(x)-kx,求出h(x)的导函数,解出k小于等于一个函数恒成立,令t=,设这个函数为F(t),求出F(t)的导函数,令导函数等于0,求出相应的t的值,在定义域内由t的值讨论导函数的正负进而得到函数的单调区间,根据函数的增减性得到函数的最小值,让k小于等于求出的最小值即可得到k的取值范围.点评:本题考查函数、导数等基础知识,考查了推理论证能力、运算求解能力、创新意识,考查了函数与方程的思想、化归与转化思想、分类与整合思想及有限与无限思想,是一道中档题.

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