已知函数f(x)=lnx+[1−x/ax],其中a为大于零的常数.

已知函数f(x)=lnx+[1−x/ax],其中a为大于零的常数.
(1)若函数f(x)在[1,+∞)上单调递增,求a的取值范围;
(2)求函数f(x)在区间[2,+∞)上的最小值.
matao926 1年前 已收到1个回答 举报

si_yue_tian 幼苗

共回答了24个问题采纳率:87.5% 举报

解题思路:(1)f′(x)=ax−1ax2,x>0,由函数f(x)在[1,+∞)上单调递增,知a≥1x在[1,+∞)上恒成立.由当x∈[1,+∞)时,1x≤1,能求出a的取值范围.(2)令f′(x)=0,得x=1a,当a≥12时,f′(x)>0在[2,+∞)上恒成立,f(x)在[2,+∞)上为增函数,f(x)min=f(2)=ln2−12a;0<a<12时,∵对于x∈[2,1a),有f′(x)<0;对于x∈(1a,+∞)有f′(x)>0.故f(x)min=f(1a)=ln1a+1−1a.由此能求出f(x)在[2,+∞)上的最小值.

(1)∵函数f(x)=lnx+[1−x/ax],
∴f′(x)=
ax−1
ax2,x>0.…(2分)
∵函数f(x)在[1,+∞)上单调递增,
∴f′(x)≥0在[1,+∞)上恒成立,
即a≥[1/x]在[1,+∞)上恒成立.
又∵当x∈[1,+∞)时,[1/x≤1,
∴a≥1,即a的取值范围为[1,+∞).…(4分)
(2)令f′(x)=0,得x=
1
a],…(5分)
当[1/a≤2时,即a≥
1
2]时,
∵f′(x)>0在[2,+∞)上恒成立,
这时f(x)在[2,+∞)上为增函数,
∴f(x)min=f(2)=ln2−
1
2a.…(7分)
当0<a<[1/2]时,∵对于x∈[2,
1
a),有f′(x)<0;对于x∈(
1
a,+∞)有f′(x)>0.…(9分)
∴f(x)min=f(
1
a)=ln
1
a+1−
1
a.…(11分)
综上,f(x)在[2,+∞)上的最小值为:
①当a≥
1
2时,f(x)min=f(2)=ln2−
1
2a.
②当0<a<
1
2时,f(x)min=f(
1
a)=ln
1
a+1−
1
a.…(12分)

点评:
本题考点: 利用导数求闭区间上函数的最值;利用导数研究函数的单调性.

考点点评: 本题考查求a的取值范围和求函数f(x)在区间[2,+∞)上的最小值.对数学思维的要求比较高,有一定的探索性.综合性强,难度大,是高考的重点.解题时要认真审题,仔细解答,注意导数性质的灵活运用.

1年前

9
可能相似的问题
Copyright © 2024 YULUCN.COM - 雨露学习互助 - 16 q. 0.026 s. - webmaster@yulucn.com