已知函数f(x)=lnx?ax+1?ax?1(a>0).(1)设0<a<1,试讨论f(x)单调性;(2)设g(x)=x2-2bx+4,当a
已知函数f(x)=lnx?ax+1?ax?1(a>0).(1)设0<a<1,试讨论f(x)单调性;(2)设g(x)=x2-2bx+4,当a=14时,若?x1∈(0,2),...
已知函数f(x)=lnx?ax+1?ax?1(a>0).(1)设0<a<1,试讨论f(x)单调性;(2)设g(x)=x2-2bx+4,当a=14时,若?x1∈(0,2),存在x2∈[1,2],使f(x1)≥g(x2),求实数b的取值范围.
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(1)∵函数f(x)=lnx?ax+
?1(a>0),
所以f′(x)=
(x>0),
令h(x)=ax2-x+1-a(x>0)
当a≠0时,由f′(x)=0,即ax2-x+1-a=0,解得x1=1,x2=
-1.
当a=
时x1=x2,h(x)≥0恒成立,此时f′(x)≤0,函数f(x)单调递减;
当0<a<
时,
-1>1>0,x∈(0,1)时h(x)>0,f′(x)<0,函数f(x)单调递减;
x∈(1,
-1)时,h(x)<0,f′(x)>0,函数f(x)单调递增;
x∈(
-1,+∞)时,h(x)>0,f′(x)<0,函数f(x)单调递减.
当
<a<1时,0<
-1<1,x∈(0,
-1)时h(x)>0,f′(x)<0,函数f(x)单调递减;
x∈(
-1,1)时,h(x)<0,f′(x)>0,函数f(x)单调递增;
x∈(1,+∞)时,h(x)>0,f′(x)<0,函数f(x)单调递减
综上所述:当0<a<
时,函数f(x)在(0,1)、(
-1,+∞)单调递减,(1,
-1)单调递增;
当a=
时x1=x2,h(x)≥0恒成立,此时f′(x)≤0,函数f(x)在(0,+∞)单调递减;
当
<a<1时,函数f(x)在(0,
-1)单调递减,(
-1,1)单调递增,(1,+∞)单调递减.
(2)当a=
时,f(x)在(0,1)上是减函数,在(1,2)上是增函数,
所以对任意x1∈(0,2),有f(x1)≥f(1)=-
,
又已知存在x2∈[1,2],使f(x1)≥g(x2),
所以-
≥g(x2),x2∈[1,2],(※)
又g(x)=(x-b)2+4-b2,x∈[1,2]
当b<1时,g(x)min=g(1)=5-2b>0与(※)矛盾;
当b∈[1,2]时,g(x)min=g(b)=4-b2≥0也与(※)矛盾;
当b>2时,g(x)min=g(2)=8-4b≤-
1?a |
x |
所以f′(x)=
?ax2+x+a?1 |
x2 |
令h(x)=ax2-x+1-a(x>0)
当a≠0时,由f′(x)=0,即ax2-x+1-a=0,解得x1=1,x2=
1 |
a |
当a=
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当0<a<
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2 |
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a |
x∈(1,
1 |
a |
x∈(
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a |
当
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a |
1 |
a |
x∈(
1 |
a |
x∈(1,+∞)时,h(x)>0,f′(x)<0,函数f(x)单调递减
综上所述:当0<a<
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a |
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a |
当a=
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当
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a |
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a |
(2)当a=
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所以对任意x1∈(0,2),有f(x1)≥f(1)=-
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又已知存在x2∈[1,2],使f(x1)≥g(x2),
所以-
1 |
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又g(x)=(x-b)2+4-b2,x∈[1,2]
当b<1时,g(x)min=g(1)=5-2b>0与(※)矛盾;
当b∈[1,2]时,g(x)min=g(b)=4-b2≥0也与(※)矛盾;
当b>2时,g(x)min=g(2)=8-4b≤-