15.已知函數(shù)f(x)=x2+$\frac{2}{x}$+alnx.
(Ⅰ)若f(x)在區(qū)間[2,3]上單調(diào)遞增,求實(shí)數(shù)a的取值范圍;
(Ⅱ)設(shè)f(x)的導(dǎo)函數(shù)f′(x)的圖象為曲線C,曲線C上的不同兩點(diǎn)A(x1,y1)、B(x2,y2)所在直線的斜率為k,求證:當(dāng)a≤4時(shí),|k|>1.

分析 (1)由函數(shù)單調(diào)性,知其導(dǎo)函數(shù)≥0在[2,3]上恒成立,將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為$g(x)=\frac{2}{x}-2{x}^{2}$在[2,3]上單調(diào)遞減即可求得結(jié)果;
(2)根據(jù)題意,將$|\begin{array}{l}{f′({x}_{1})-f′({x}_{2})}\end{array}|$寫(xiě)成$|\begin{array}{l}{{x}_{1}-{x}_{2}}\end{array}|•|\begin{array}{l}{2+\frac{2({x}_{1}+{x}_{2})}{{{x}_{1}}^{2}{{x}_{2}}^{2}}-\frac{a}{{x}_{1}{x}_{2}}}\end{array}|$,利用不等式的性質(zhì)證明$|\begin{array}{l}{2+\frac{2({x}_{1}+{x}_{2})}{{{x}_{1}}^{2}{{x}_{2}}^{2}}-\frac{a}{{x}_{1}{x}_{2}}}\end{array}|>1$,所以$|\begin{array}{l}{f′({x}_{1})-f′({x}_{2})}\end{array}|$>$|\begin{array}{l}{{x}_{1}-{x}_{2}}\end{array}|$,即得$|\begin{array}{l}{k}\end{array}|>1$.

解答 解:(1)由$f(x)={x}^{2}+\frac{2}{x}+alnx$,得$f′(x)=2x-\frac{2}{{x}^{2}}+\frac{a}{x}$.
因?yàn)閒(x)在區(qū)間[2,3]上單調(diào)遞增,
所以$f′(x)=2x-\frac{2}{{x}^{2}}+\frac{a}{x}$≥0在[2,3]上恒成立,
即$a≥\frac{2}{x}-2{x}^{2}$在[2,3]上恒成立,
設(shè)$g(x)=\frac{2}{x}-2{x}^{2}$,則$g′(x)=-\frac{2}{{x}^{2}}-4x<0$,
所以g(x)在[2,3]上單調(diào)遞減,
故g(x)max=g(2)=-7,
所以a≥-7;
(2)對(duì)于任意兩個(gè)不相等的正數(shù)x1、x2
${x}_{1}{x}_{2}+\frac{2({x}_{1}+{x}_{2})}{{x}_{1}{x}_{2}}$>${x}_{1}{x}_{2}+\frac{4}{\sqrt{{x}_{1}{x}_{2}}}$
=${x}_{1}{x}_{2}+\frac{2}{\sqrt{{x}_{1}{x}_{2}}}+\frac{2}{\sqrt{{x}_{1}{x}_{2}}}$
$≥3\root{3}{{x}_{1}{x}_{2}×\frac{2}{\sqrt{{x}_{1}{x}_{2}}}×\frac{2}{\sqrt{{x}_{1}{x}_{2}}}}$
=$3\root{3}{4}>4.5>a$,
∴$|\begin{array}{l}{2+\frac{2({x}_{1}+{x}_{2})}{{{x}_{1}}^{2}{{x}_{2}}^{2}}-\frac{a}{{x}_{1}{x}_{2}}}\end{array}|>1$,
而$f′(x)=2x-\frac{2}{{x}^{2}}+\frac{a}{x}$,
∴$|\begin{array}{l}{f′({x}_{1})-f′({x}_{2})}\end{array}|$=$|\begin{array}{l}{(2{x}_{1}-\frac{2}{{{x}_{1}}^{2}}+\frac{a}{{x}_{1}})-(2{x}_{2}-\frac{2}{{{x}_{2}}^{2}}+\frac{a}{{x}_{2}})}\end{array}|$
=$|\begin{array}{l}{{x}_{1}-{x}_{2}}\end{array}|•|\begin{array}{l}{2+\frac{2({x}_{1}+{x}_{2})}{{{x}_{1}}^{2}{{x}_{2}}^{2}}-\frac{a}{{x}_{1}{x}_{2}}}\end{array}|$>$|\begin{array}{l}{{x}_{1}-{x}_{2}}\end{array}|$,
故:$|\begin{array}{l}{f′({x}_{1})-f′({x}_{2})}\end{array}|$>$|\begin{array}{l}{{x}_{1}-{x}_{2}}\end{array}|$,即$|\begin{array}{l}{\frac{f′({x}_{1})-f′({x}_{2})}{{x}_{1}-{x}_{2}}}\end{array}|$>1,
∴當(dāng)a≤4時(shí),$|\begin{array}{l}{k}\end{array}|>1$.

點(diǎn)評(píng) 本題考查導(dǎo)數(shù)及基本不等式的應(yīng)用,解題的關(guān)鍵是利用不等式得到函數(shù)值的差的絕對(duì)值要大于自變量的差的絕對(duì)值.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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(Ⅰ)求動(dòng)點(diǎn)P的軌跡C的方程;
(Ⅱ)過(guò)F(-1,0)作與x軸垂直的直線與軌跡C在第三象限的交點(diǎn)為Q,過(guò)F(-1,0)的動(dòng)直線與軌跡C相交于不同的兩點(diǎn)A,B,與直線l相交于點(diǎn)M,記直線QA,QB,QM的斜率依次為k1,k2,k3,試證明:$\frac{{{k_1}+{k_2}}}{k_3}$為定值.

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A.①②B.②③C.②④D.③④

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3.閱讀如圖的程序的框圖,則輸出S=(  )
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10.若向量$\overrightarrow{a}$與$\overrightarrow$滿足|$\overrightarrow{a}$|=$\sqrt{2}$,|$\overrightarrow$|=2,($\overrightarrow{a}$-$\overrightarrow$)$⊥\overrightarrow{a}$,則向量$\overrightarrow{a}$與$\overrightarrow$的夾角等于$\frac{π}{4}$,|$\overrightarrow{a}$+$\overrightarrow$|=$\sqrt{10}$.

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A.p或qB.p且qC.qD.¬p

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4.執(zhí)行如圖所示的程序框圖,若輸出s的值為70,則判斷框內(nèi)可填入的條件是(  )
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