已知函数f(x)=x-1/2axˆ2-ln(1+x),其中a∈R (1)求f(x)的单调区间。 5
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一、 f(x)=x-1/2axˆ2-ln(1+x),
f'(x)=1- ax - 1/(1+x) ,
f''(x)= - a + 1/(1+x) ˆ2 =1/(1+x) ˆ2 - a
当x=0 时,f'(x)=0 ,f''(x)= 1-a ≠0 ,
故f(x)在x=0有极值 ,极值f(0) = 0 ,
当f'(x)= 1- ax - 1/(1+x) >0 时,即(1+x)(1- ax )> 1
求得:a<1/(1+x),x< (1-a ) / a 时,f(x) 是单调增,x 的区间是(-∞,0] ,
f(x) 的区间是(-∞,0]
同理当f'(x)= 1- ax - 1/(1+x)< 0 时,
求得:a>1/(1+x),x> (1-a ) / a 时 ,f(x) 是单调减,x 的区间是 [0 ,﹢∞﹚,
f(x) 的区间是[0 ,﹢∞﹚
二、因为f(x)在[0,﹢∞﹚上的最大值是0 ,故f(x) 是单调减,
因 f''(0)= 1- a < 0
求得:a的取值范围是 a > 1
f'(x)=1- ax - 1/(1+x) ,
f''(x)= - a + 1/(1+x) ˆ2 =1/(1+x) ˆ2 - a
当x=0 时,f'(x)=0 ,f''(x)= 1-a ≠0 ,
故f(x)在x=0有极值 ,极值f(0) = 0 ,
当f'(x)= 1- ax - 1/(1+x) >0 时,即(1+x)(1- ax )> 1
求得:a<1/(1+x),x< (1-a ) / a 时,f(x) 是单调增,x 的区间是(-∞,0] ,
f(x) 的区间是(-∞,0]
同理当f'(x)= 1- ax - 1/(1+x)< 0 时,
求得:a>1/(1+x),x> (1-a ) / a 时 ,f(x) 是单调减,x 的区间是 [0 ,﹢∞﹚,
f(x) 的区间是[0 ,﹢∞﹚
二、因为f(x)在[0,﹢∞﹚上的最大值是0 ,故f(x) 是单调减,
因 f''(0)= 1- a < 0
求得:a的取值范围是 a > 1
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理)(本小题满分12分)
(Ⅰ)解:f′(x)=
x(1-a-ax)x+1, x∈(-1,+∞).
依题意,令f'(2)=0,解得 a=
13.
经检验,a=
13时,符合题意.…(4分)
(Ⅱ)解:①当a=0时,f′(x)=
xx+1.
故f(x)的单调增区间是(0,+∞);单调减区间是(-1,0).
②当a>0时,令f'(x)=0,得x1=0,或x2=
1a-1.
当0<a<1时,f(x)与f'(x)的情况如下:
x(-1,x1)x1(x1,x2)x2(x2,+∞)f'(x)-0+0+f(x)↘f(x1)↗f(x2)↘所以,f(x)的单调增区间是(0,
1a-1);单调减区间是(-1,0)和(
1a-1,+∞).
当a=1时,f(x)的单调减区间是(-1,+∞).
当a>1时,-1<x2<0,f(x)与f'(x)的情况如下:
x(-1,x2)x2(x2,x1)x1(x1,+∞)f'(x)-0+0+f(x)↘f(x2)↗f(x1)↘所以,f(x)的单调增区间是(
1a-1,0);单调减区间是(-1,
1a-1)和(0,+∞).
③当a<0时,f(x)的单调增区间是(0,+∞);单调减区间是(-1,0).
综上,当a≤0时,f(x)的增区间是(0,+∞),减区间是(-1,0);
当0<a<1时,f(x)的增区间是(0,
1a-1),减区间是(-1,0)和(
1a-1,+∞);
当a=1时,f(x)的减区间是(-1,+∞);
当a>1时,f(x)的增区间是(
1a-1,0);减区间是(-1,
1a-1)和(0,+∞).
…(10分)
(Ⅲ)由(Ⅱ)知 a≤0时,f(x)在(0,+∞)上单调递增,由f(0)=0,知不合题意.
当0<a<1时,f(x)在(0,+∞)的最大值是f(
1a-1),
由f(
1a-1)>f(0)=0,知不合题意.
当a≥1时,f(x)在(0,+∞)单调递减,
可得f(x)在[0,+∞)上的最大值是f(0)=0,符合题意.
所以,f(x)在[0,+∞)上的最大值是0时,a的取值范围是[1,+∞).…(12分)
(Ⅰ)解:f′(x)=
x(1-a-ax)x+1, x∈(-1,+∞).
依题意,令f'(2)=0,解得 a=
13.
经检验,a=
13时,符合题意.…(4分)
(Ⅱ)解:①当a=0时,f′(x)=
xx+1.
故f(x)的单调增区间是(0,+∞);单调减区间是(-1,0).
②当a>0时,令f'(x)=0,得x1=0,或x2=
1a-1.
当0<a<1时,f(x)与f'(x)的情况如下:
x(-1,x1)x1(x1,x2)x2(x2,+∞)f'(x)-0+0+f(x)↘f(x1)↗f(x2)↘所以,f(x)的单调增区间是(0,
1a-1);单调减区间是(-1,0)和(
1a-1,+∞).
当a=1时,f(x)的单调减区间是(-1,+∞).
当a>1时,-1<x2<0,f(x)与f'(x)的情况如下:
x(-1,x2)x2(x2,x1)x1(x1,+∞)f'(x)-0+0+f(x)↘f(x2)↗f(x1)↘所以,f(x)的单调增区间是(
1a-1,0);单调减区间是(-1,
1a-1)和(0,+∞).
③当a<0时,f(x)的单调增区间是(0,+∞);单调减区间是(-1,0).
综上,当a≤0时,f(x)的增区间是(0,+∞),减区间是(-1,0);
当0<a<1时,f(x)的增区间是(0,
1a-1),减区间是(-1,0)和(
1a-1,+∞);
当a=1时,f(x)的减区间是(-1,+∞);
当a>1时,f(x)的增区间是(
1a-1,0);减区间是(-1,
1a-1)和(0,+∞).
…(10分)
(Ⅲ)由(Ⅱ)知 a≤0时,f(x)在(0,+∞)上单调递增,由f(0)=0,知不合题意.
当0<a<1时,f(x)在(0,+∞)的最大值是f(
1a-1),
由f(
1a-1)>f(0)=0,知不合题意.
当a≥1时,f(x)在(0,+∞)单调递减,
可得f(x)在[0,+∞)上的最大值是f(0)=0,符合题意.
所以,f(x)在[0,+∞)上的最大值是0时,a的取值范围是[1,+∞).…(12分)
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求导,带值,可得a值,令导函数=0,分类讨论
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