已知函数f(x)=x2-2lnx.(1)求函数f(x)的单调区间;(2)若当x∈[1e,e]时,不等式f(x)<m恒成立
已知函数f(x)=x2-2lnx.(1)求函数f(x)的单调区间;(2)若当x∈[1e,e]时,不等式f(x)<m恒成立,求实数m的取值范围;(3)若关于x的方程f(x)...
已知函数f(x)=x2-2lnx.(1)求函数f(x)的单调区间;(2)若当x∈[1e,e]时,不等式f(x)<m恒成立,求实数m的取值范围;(3)若关于x的方程f(x)=x2-x+a在区间[1,3]上恰好有两个相异的实根,求实数a的取值范围.
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(1)由函数f(x)=x2-2lnx知其定义域为{x|x>0}…(1分)
∵f′(x)=2x?
=
令f'(x)>0,解得:x>1;令f'(x)<0,解得:0<x<1
∴函数f(x)单调增区间是(1,+∞);减区间是(0,1)…(4分)
(2)由题意知不等式f(x)<m对?x∈[
,e]恒成立
∴m>f(x)max,x∈[
,e]…(5分)
∴令f'(x)=0得x=1或-1(舍)
当x变化时,f(x),f'(x)的变化情况如下表:
∴f(x)max=max{f(
),f(e)}…(7分)
又f(
)=
+2<f(e)=e2?2
∴f(x)max=f(e)=e2?2
∴m>e2-2
∴实数m的取值范围是(e2-2,+∞)…(9分)
(3)依题意:关于x的方程f(x)=x2-x+a在区间[1,3]上恰好有两个相异的实根
即方程x2-2lnx=x2-x+a在区间[1,3]上恰好有两个相异的实根
∴化简得方程x-2lnx-a=0在区间[1,3]上恰好有两个相异的实根 …(10分)
令g(x)=x-2lnx-a,(x>0)
∴g′(x)=1?
=
令g'(x)=0,得x=2
∴当x∈(0,2)时,g'(x)<0;当x∈(2,+∞)时,g'(x)>0.
∴函数g(x)在区间(0,2)上为减函数,在区间(2,+∞)上为增函数
∴要使方程x-2lnx-a=0在区间[1,3]上恰好有两个相异的实根,则
即
∵f′(x)=2x?
2 |
x |
2(x+1)(x?1) |
x |
令f'(x)>0,解得:x>1;令f'(x)<0,解得:0<x<1
∴函数f(x)单调增区间是(1,+∞);减区间是(0,1)…(4分)
(2)由题意知不等式f(x)<m对?x∈[
1 |
e |
∴m>f(x)max,x∈[
1 |
e |
∴令f'(x)=0得x=1或-1(舍)
当x变化时,f(x),f'(x)的变化情况如下表:
x |
| (
| 1 | (1,e) | e | ||||
f'(x) | - | 0 | + | ||||||
f(x) |
| 减 | 极小值f(1) | 增 | e2-2 |
1 |
e |
又f(
1 |
e |
1 |
e2 |
∴f(x)max=f(e)=e2?2
∴m>e2-2
∴实数m的取值范围是(e2-2,+∞)…(9分)
(3)依题意:关于x的方程f(x)=x2-x+a在区间[1,3]上恰好有两个相异的实根
即方程x2-2lnx=x2-x+a在区间[1,3]上恰好有两个相异的实根
∴化简得方程x-2lnx-a=0在区间[1,3]上恰好有两个相异的实根 …(10分)
令g(x)=x-2lnx-a,(x>0)
∴g′(x)=1?
2 |
x |
x?2 |
x |
令g'(x)=0,得x=2
∴当x∈(0,2)时,g'(x)<0;当x∈(2,+∞)时,g'(x)>0.
∴函数g(x)在区间(0,2)上为减函数,在区间(2,+∞)上为增函数
∴要使方程x-2lnx-a=0在区间[1,3]上恰好有两个相异的实根,则
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