已知函數(shù)f(x)=(2-a)(x-1)-2lnx,g(x)=xe1-x.(a∈R,e為自然對數(shù)的底數(shù))
(I)當(dāng)a=1時,求f(x)的單調(diào)區(qū)間;
(Ⅱ)若函數(shù)f(x)在上無零點,求a的最小值;
(Ⅲ)若對任意給定的x∈(0,e],在(0,e]上總存在兩個不同的xi(i=1,2),使得f(xi)=g(x)成立,求a的取值范圍.
【答案】分析:(I)把a等于1代入到f(x)中求出f′(x),令f′(x)大于0求出x的范圍即為函數(shù)的增區(qū)間,令f′(x)小于0求出x的范圍即為函數(shù)的減區(qū)間;
(II)f(x)小于0時不可能恒成立,所以要使函數(shù)在(0,)上無零點,只需要對x屬于(0,)時f(x)大于0恒成立,列出不等式解出a大于一個函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)得到函數(shù)的單調(diào)性,根據(jù)函數(shù)的增減性得到這個函數(shù)的最大值即可得到a的最小值;
(III)求出g′(x),根據(jù)導(dǎo)函數(shù)的正負(fù)得到函數(shù)的單調(diào)區(qū)間,即可求出g(x)的值域,而當(dāng)a等于2時不合題意,當(dāng)a不等于2
時,求出f′(x)=0時x的值,根據(jù)x屬于(0,e]列出關(guān)于a的不等式得到①,并根據(jù)此時的x的值討論導(dǎo)函數(shù)的正負(fù)得到函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間,根據(jù)單調(diào)區(qū)間得到②和③,令②中不等式的坐標(biāo)為一個函數(shù),求出此函數(shù)的導(dǎo)函數(shù),討論導(dǎo)函數(shù)的正負(fù)得到函數(shù)的單調(diào)區(qū)間,根據(jù)函數(shù)的增減性得到此函數(shù)的最大值,即可解出②恒成立和解出③得到④,聯(lián)立①和④即可解出滿足題意a的取值范圍.
解答:解:(I)當(dāng)a=1時,f(x)=x-1-2lnx,則f'(x)=1-
由f'(x)>0,得x>2;由f'(x)<0,得0<x<2.
故f(x)的單調(diào)減區(qū)間為(0,2],單調(diào)增區(qū)間為[2,+∞);
(II)因為f(x)<0在區(qū)間上恒成立不可能,
故要使函數(shù)上無零點,
只要對任意的,f(x)>0恒成立,即對恒成立.
,則,
再令
,故m(x)在上為減函數(shù),于是,
從而,l(x)>0,于是l(x)在上為增函數(shù),所以,
故要使恒成立,只要a∈[2-4ln2,+∞),
綜上,若函數(shù)f(x)在上無零點,則a的最小值為2-4ln2;

(III)g'(x)=e1-x-xe1-x=(1-x)e1-x,
當(dāng)x∈(0,1)時,g'(x)>0,函數(shù)g(x)單調(diào)遞增;
當(dāng)x∈(1,e]時,g'(x)<0,函數(shù)g(x)單調(diào)遞減.
又因為g(0)=0,g(1)=1,g(e)=e•e1-e>0,
所以,函數(shù)g(x)在(0,e]上的值域為(0,1].
當(dāng)a=2時,不合題意;當(dāng)a≠2時,f'(x)=,x∈(0,e]
當(dāng)x=時,f'(x)=0.
由題意得,f(x)在(0,e]上不單調(diào),故,即
此時,當(dāng)x變化時,f'(x),f(x)的變化情況如下:

又因為,當(dāng)x→0時,f(x)→+∞,

所以,對任意給定的x∈(0,e],在(0,e]上總存在兩個不同的xi(i=1,2),
使得f(xi)=g(x)成立,當(dāng)且僅當(dāng)a滿足下列條件:

令h(a)=,
則h,令h'(a)=0,得a=0或a=2,
故當(dāng)a∈(-∞,0)時,h'(a)>0,函數(shù)h(a)單調(diào)遞增;
當(dāng)時,h'(a)<0,函數(shù)h(a)單調(diào)遞減.
所以,對任意,有h(a)≤h(0)=0,
即②對任意恒成立.
由③式解得:.④
綜合①④可知,當(dāng)時,對任意給定的x∈(0,e],
在(0,e]上總存在兩個不同的xi(i=1,2),
使f(xi)=g(x)成立.
點評:此題考查學(xué)生會利用導(dǎo)函數(shù)的正負(fù)確定函數(shù)的單調(diào)性,會根據(jù)函數(shù)的增減性求出閉區(qū)間上函數(shù)的最值,掌握不等式恒成立時所滿足的條件,是一道壓軸題.
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(1)求函數(shù)f(x)的最小正周期;
(2)若函數(shù)y=f(2x+
π
4
)
的圖象關(guān)于直線x=
π
6
對稱,求φ的值.

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已知函數(shù)f(x)為定義在R上的奇函數(shù),且當(dāng)x>0時,f(x)=(sinx+cosx)2+2cos2x,
(1)求x<0,時f(x)的表達(dá)式;
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已知函數(shù)f(x)=aInx-ax,(a∈R)
(1)求f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間;(文科可參考公式:(Inx)=
1
x

(2)若f′(2)=1,記函數(shù)g(x)=x3+x2[f(x)+
m
2
]
,若g(x)在區(qū)間(1,3)上總不單調(diào),求實數(shù)m的范圍.

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已知函數(shù)f(x)=x2-bx的圖象在點A(1,f(1))處的切線l與直線3x-y+2=0平行,若數(shù)列{
1
f(n)
}
的前n項和為Sn,則S2010的值為( 。
A、
2011
2012
B、
2010
2011
C、
2009
2010
D、
2008
2009

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