【題目】已知函數(shù)f(x)= ax2﹣(2a+1)x+2lnx(a∈R).
(1)當(dāng)a=1時(shí),求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間;
(2)當(dāng)a>0時(shí),設(shè)g(x)=(x2﹣2x)ex , 求證:對(duì)任意x1∈(0,2],均存在x2∈(0,2],使得f(x1)<g(x2)成立.

【答案】
(1)解:因?yàn)閒(x)= x2﹣3x+2lnx,x>0,

所以f′(x)=x﹣3+ =

令f′(x)=0,解得x=1,或x=2,

當(dāng)f′(x)>0時(shí),解得0<x<1或x>2,

當(dāng)f′(x)<0時(shí),解得1<x<2,

所以其單調(diào)遞增區(qū)間為(0,1),(2,+∞),單調(diào)遞減區(qū)間為(1,2)


(2)解:若要命題成立,只需當(dāng)x∈(0,2]時(shí),f(x)max<g(x)max.由g′(x)=(x2﹣2)ex

可知,當(dāng)x∈(0,2]時(shí),g(x)在區(qū)間(0, )上單調(diào)遞減,在區(qū)間( ,2]上單調(diào)遞增,

g(0)=g(2)=0,故g(x)max=0,

所以只需f(x)max<0.

對(duì)函數(shù)f(x)來(lái)說(shuō),f′(x)=ax﹣(2a+1)+ =

①當(dāng) ≥2時(shí),即 0<a≤ ,函數(shù)f(x)在區(qū)間x∈(0,2]上單調(diào)遞增,

所以,f(x)max=f(2)=﹣2a﹣2+2ln2<0,

所以,a>ln2﹣1 即0<a≤ ,

②當(dāng)0< <2時(shí),即a> ,函數(shù)f(x)在區(qū)間(0, )上單調(diào)遞增,在區(qū)間( ,2]上單調(diào)遞減,

所以f(x)max=f( )=﹣2lna﹣ ﹣2.

當(dāng)a≥1時(shí),顯然小于0,滿足題意;

當(dāng) <a<1時(shí),可令h(a)=﹣2lna﹣ ﹣2,

所以h′(a)=

可知該函數(shù)在a∈( ,1)時(shí)單調(diào)遞減,h(a)<h( )=2ln2﹣3<0,滿足題意,

所以a> 滿足題意.

綜上所述:當(dāng)a>0時(shí),對(duì)任意x1∈(0,2],均存在x2∈(0,2],使得f(x1)<g(x2)成立.

方法二:f(x)= ax2﹣(2a+1)x+2lnx= ﹣(x﹣2lnx),

因?yàn)閍>0,x∈(0,2],

所以 <0

令h(x)=x﹣2lnx,則h′(x)=1﹣ = ,

所以h(x)在(0,2]為單調(diào)遞減,h(x)≥h(2)=2﹣2ln2>0,

因此,在a>0,x∈(0,2]時(shí),f(x)<0,

故當(dāng)a>0時(shí),對(duì)任意x1∈(0,2],均存在x2∈(0,2],使得f(x1)<g(x2)成立.


【解析】(1)先求導(dǎo),再根據(jù)導(dǎo)數(shù)和函數(shù)單調(diào)性的關(guān)系即可求出單調(diào)區(qū)間;(2)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為f(x)max<g(x)max , 根據(jù)導(dǎo)數(shù)和函數(shù)最值的關(guān)系求出g(x)max=0,再對(duì)a進(jìn)行分類(lèi)討論,根據(jù)導(dǎo)數(shù)和函數(shù)最值的關(guān)系即可證明.
【考點(diǎn)精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性的相關(guān)知識(shí),掌握一般的,函數(shù)的單調(diào)性與其導(dǎo)數(shù)的正負(fù)有如下關(guān)系: 在某個(gè)區(qū)間內(nèi),(1)如果,那么函數(shù)在這個(gè)區(qū)間單調(diào)遞增;(2)如果,那么函數(shù)在這個(gè)區(qū)間單調(diào)遞減,以及對(duì)函數(shù)的最大(小)值與導(dǎo)數(shù)的理解,了解求函數(shù)上的最大值與最小值的步驟:(1)求函數(shù)內(nèi)的極值;(2)將函數(shù)的各極值與端點(diǎn)處的函數(shù)值,比較,其中最大的是一個(gè)最大值,最小的是最小值.

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A.[0,+∞)
B.[0,1]
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2)存在這樣的函數(shù),圖象上任意兩點(diǎn)之間的“彎曲度”為常數(shù);
3)設(shè)點(diǎn)A、B是拋物線,y=x2+1上不同的兩點(diǎn),則φ(A,B)≤2;
4)設(shè)曲線y=ex上不同兩點(diǎn)A(x1 , y1),B(x2 , y2),且x1﹣x2=1,若tφ(A,B)<1恒成立,則實(shí)數(shù)t的取值范圍是(﹣∞,1);
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