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已知函数f(x)=
1-x
ax
+lnx

(1)当a=1时,求f(x)在[
1
2
,2]
上最大及最小值;
(2)当1<x<2时,求证(x+1)lnx>2(x-1);
(3)若函数g(x)=f(x)-
x
a
在区间(1,2)上不单调
 
,求a的取值范围.
分析:(1)把a=1代入原函数,求出其导函数,找到其在所给区间上的单调性求出极值,再与端点值比较即可求f(x)在[
1
2
,2]
上最大及最小值;
(2)构造新函数F(x)=(x+1)ln-2(x-1),求出其导函数.利用(1)的结论求出新函数的极值(或最值)即可求证(x+1)lnx>2(x-1);
(3)先求函数的导函数,把在区间(1,2)上不单调转化为导函数在区间(1,2)上有根且无重根即可求a的取值范围.
解答:解:(I)当a=1时,f(x)=
1
x
+lnx-1,f′(x)=-
1
x2
+
1
x
=
x-1
x2
(x∈[
1
2
,2])

令f'(x)=0得x=1.f′(x)<0得
1
2
≤x<1
,f'(x)>0,得1<x≤2,
f(x)在[
1
2
,1]
上单调递减,在[1,2]上单调递增
故fmin(x)=f(1)=0,最大值为f(
1
2
)与f(2)
中的较大者(3分)
∵f(
1
2
)=1-ln2,f(2)=ln2-
1
2
.
∴f(2)-f(
1
2
)=2ln2-
3
2
=
4ln2-3
4
=
ln16-lne3
2
.

易知e3>16,∴f(2)<f(
1
2
)

故fmax(x)=1-ln2(5分)

(II)令F(x)=(x+1)ln-2(x-1)∴f′(x)=lnx+
1
x
-1

由(I)知F'(x)在(1,2)上单调递增.∴F'(x)>F'(1)=0.(7分)
故F(x)在(1,2)上单调递增,∴F(x)>F(1)=0.
即(x+1)lnx>2(x-1)(9分)

(III)g(x)=f(x)-
x
a
=
1-x
ax
+lnx-
x
a

g′(x)=-
1
ax2
+
1
x
-
1
a
=-
x2-ax+1
ax2

∵g(x)在(1,2)上不单调∴x2-ax+1=0在(1,2)上有根且无重根(10分)
即方程a=x+
1
x
,在(1,2)上有根,且无重根.
2<a<
5
2
.(12分)
点评:本题的第一问考查了利用导数求闭区间上函数的最值.求函数在闭区间[a,b]上的最大值与最小值是通过比较函数在(a,b)内所有极值与端点函数f(a),f(b) 比较而得到的.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中数学 来源: 题型:

(1)、已知函数f(x)=
1+
2
cos(2x-
π
4
)
sin(x+
π
2
)
.若角α在第一象限且cosα=
3
5
,求f(α)

(2)函数f(x)=2cos2x-2
3
sinxcosx
的图象按向量
m
=(
π
6
,-1)
平移后,得到一个函数g(x)的图象,求g(x)的解析式.

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科目:高中数学 来源: 题型:

已知函数f(x)=(1-
a
x
)ex
,若同时满足条件:
①?x0∈(0,+∞),x0为f(x)的一个极大值点;
②?x∈(8,+∞),f(x)>0.
则实数a的取值范围是(  )

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科目:高中数学 来源: 题型:

已知函数f(x)=
1+lnx
x

(1)如果a>0,函数在区间(a,a+
1
2
)
上存在极值,求实数a的取值范围;
(2)当x≥1时,不等式f(x)≥
k
x+1
恒成立,求实数k的取值范围.

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科目:高中数学 来源: 题型:

已知函数f(x)=
1+
1
x
,(x>1)
x2+1,(-1≤x≤1)
2x+3,(x<-1)

(1)求f(
1
2
-1
)
与f(f(1))的值;
(2)若f(a)=
3
2
,求a的值.

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科目:高中数学 来源: 题型:

定义在D上的函数f(x)如果满足:对任意x∈D,存在常数M>0,都有|f(x)|≤M成立,则称f(x)是D上的有界函数,其中M称为函数f(x)的上界.已知函数f(x)=
1-m•2x1+m•2x

(1)m=1时,求函数f(x)在(-∞,0)上的值域,并判断f(x)在(-∞,0)上是否为有界函数,请说明理由;
(2)若函数f(x)在[0,1]上是以3为上界的有界函数,求m的取值范围.

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