函数f(x)=ax2+2x+1,g(x)=lnx.

函数f(x)=ax2+2x+1,g(x)=lnx.
(I)设F(x)=f(x)-g(x),求F(x)的两个极值点的充要条件.
(II)求证:当a≥0时,不等式f(x)≥g(x)恒成立.
美美的aa 1年前 已收到4个回答 举报

好好可爱 春芽

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解题思路:(I)由F(x)=f(x)-g(x)=ax2+2x+1-lnx,其定义域为(0,+∞),知F(x)=2ax+2−
1
x
=
2ax2+2x−1
x
,由F(x)有两个极值点,知方程2ax2+2x-1=0有两个不相等的正根,由此能求出F(x)有两个极值点的充要条件.
(II)不等式f(x)≥g(x)恒成立的充要条件是a≥
lnx−(2x+1)
x2
在(0,+∞)上恒成立.令h(x)=lnx-(2x+1),则h(x)=
1
x
−2=
1−2x
x
,由此能够证明当a≥0时,不等式f(x)≥g(x)恒成立.

(I)函数f(x)=ax2+2x+1,g(x)=lnx,
∴F(x)=f(x)-g(x)=ax2+2x+1-lnx,
其定义域为(0,+∞).
∴F‘(x)=2ax+2−
1
x=
2ax2+2x−1
x,
∴F(x)有两个极值点,
∴方程2ax2+2x-1=0有两个不相等的正根,


△=4+8a>0
x1+x2=−
1
a>0
x1•x2=−
1
2a>0,
解得−
1
2<a<0,
∴F(x)有两个极值点的充要条件是−
1
2<a<0.
(II)证明:不等式f(x)≥g(x)恒成立的充要条件是:
F(x)=ax2+2x+1-lnx≥0在(0,+∞)上恒成立,
即a≥
lnx−(2x+1)
x2在(0,+∞)上恒成立.
令h(x)=lnx-(2x+1),则h′(x)=
1
x−2=
1−2x
x,
当x∈(0,
1
2)时,h′(x)>0,
当x∈(
1
2,+∞)时,h′(x)<0.
∴x=
1
2时,h(x)max=ln
1
2−2<0,
故x∈(0,+∞),都有
lnx−(2x+1)
x2<0,
∴当a≥0时,a≥
lnx−(2x+1)
x2在(0,+∞)上恒成立,
即当a≥0时,不等式f(x)≥g(x)恒成立.

点评:
本题考点: 利用导数求闭区间上函数的最值;函数在某点取得极值的条件.

考点点评: 本题考查利用导数求闭区间上函数最值的应用,考查运算求解能力,推理论证能力;考查化归与转化思想.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,易错点是不等式f(x)≥g(x)恒成立的充要条件是a≥lnx−(2x+1)x2在(0,+∞)上恒成立,是高考的重点.解题时要认真审题,仔细解答.

1年前

2

yangchdong 幼苗

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(1)F(x)=f(x)-g(x)=ax^2+2x+1-lnx. F(x)'=2ax+2-1/x=(2ax*x+2x-1)/x (x>0)
F(x)有两个极值点的充要条件: Δ>0,a≠0,[-2-√(4+8a)]/(2a)>0 (存在两根时最小的要大于0)
解得:-1/2(2)证明;
1)a=0时:F(x)=f(x)-g(x)...

1年前

2

lgy_zucc 幼苗

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令f(x)-g(x)=ax^2+lnx-0.5x^2-2ax>1;即(a-0.5)x^2+lnx-2ax>0;后面你自己可以解决拉。。

1年前

1

漫无边际的跑啊跑 幼苗

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(1)F‘(x)=f’(x)-g‘(x),=2ax+2-1/x=(2ax^2+2x-1)/x
故F(x)有两个极值点的充要条件是:2ax^2+2x-1=0的判别式4+8a>0及相应的[-1±√(1+2a)]/2a>0
解得:-1/2(2)a>0时F‘(x)=0有唯一实根x0=1/[1+√(1+2a)]
F''(x)=2a+1/x^2
F''(x0...

1年前

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