已知函数f(x)=(2-a)(x-1)-2lnx,g(x)=ex-x+1.(a为常数,e为自然对数的底)(1)当a=1时,求f(
已知函数f(x)=(2-a)(x-1)-2lnx,g(x)=ex-x+1.(a为常数,e为自然对数的底)(1)当a=1时,求f(x)的单调区间;(2)若函数f(x)在区间...
已知函数f(x)=(2-a)(x-1)-2lnx,g(x)=ex-x+1.(a为常数,e为自然对数的底)(1)当a=1时,求f(x)的单调区间;(2)若函数f(x)在区间(0,12)无零点,求a的最小值;(3)若对任意给定的x0∈(0,1],在(0,e]上总存在两个不同的xi(i=1,2),使得f(xi)=g(x0)成立,求a的取值范围.
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(1)当a=1时,f(x)=x-1-2lnx(x>0)则f′(x)=1?
.
令f′(x)>0得x>2;令f′(x)<0得0<x<2
故f(x)的单调递减区间为(0,2],单调递增区间为[2,+∞)…(3分)
(2)∵函数f(x)<0在区间(0,
)上不可能恒成立,
故要使函数f(x)在区间(0,
)上无零点,只要对?x∈(0,
),f(x)>0恒成立
.即对?x∈(0,
),a>2?
恒成立.…(4分)
令l(x)=2?
(x∈(0,
))则l′(x)=
=
再令m(x)=2lnx+
?2,则m′(x)=
?
=
,
∵x∈(0,
),
∴m′(x)<0
故函数m(x)在区间(0,
)上单调递减,
∴m(x)>m(
)=2?2ln2>0
即l′(x)>0,∴函数l(x)在区间(0,
)上单调递增,
∴l(x)<l(
)=2?4ln2…(6分)
故只要a≥2-4ln2函数f(x)在区间(0,
)上无零点,
所以amin=2-4ln2…(7分)
(3)∵g′(x)=ex-1,当x∈(0,1],g′(x)>0,
∴函数g(x)在区间(0,1]上是增函数.
∴g(x)∈(2,e]…(8分)
当a=2时,f(x)=-2lnx,不符题意
当a≠2时,f′(x)═2?a?
=
当x=
2 |
x |
令f′(x)>0得x>2;令f′(x)<0得0<x<2
故f(x)的单调递减区间为(0,2],单调递增区间为[2,+∞)…(3分)
(2)∵函数f(x)<0在区间(0,
1 |
2 |
故要使函数f(x)在区间(0,
1 |
2 |
1 |
2 |
.即对?x∈(0,
1 |
2 |
2lnx |
x?1 |
令l(x)=2?
2lnx |
x?1 |
1 |
2 |
?
| ||
(x?1)2 |
2lnx+
| ||
(x?1)2 |
再令m(x)=2lnx+
2 |
x |
2 |
x |
2 |
x2 |
?2(1?x) |
x2 |
∵x∈(0,
1 |
2 |
∴m′(x)<0
故函数m(x)在区间(0,
1 |
2 |
∴m(x)>m(
1 |
2 |
即l′(x)>0,∴函数l(x)在区间(0,
1 |
2 |
∴l(x)<l(
1 |
2 |
故只要a≥2-4ln2函数f(x)在区间(0,
1 |
2 |
所以amin=2-4ln2…(7分)
(3)∵g′(x)=ex-1,当x∈(0,1],g′(x)>0,
∴函数g(x)在区间(0,1]上是增函数.
∴g(x)∈(2,e]…(8分)
当a=2时,f(x)=-2lnx,不符题意
当a≠2时,f′(x)═2?a?
2 |
x |
(2?a)x?2 |
x |
当x=
2 |
2?a |