数学

2017士兵考军校:数学模拟题3(高中)

中公军转干考试网 2017-03-16

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19.已知函数f(x)=ax+x2﹣xlna(a>0,a≠1).

(1)求函数f(x)在点(0,f(0))处的切线方程;

(2)求函数f(x)单调增区间;

(3)若存在x1,x2∈[﹣1,1],使得|f(x1)﹣f(x2)|≥e﹣1(e是自然对数的底数),求实数a的取值范围.

19.【答案】解:(1)∵f(x)=ax+x2﹣xlna,

∴f′(x)=axlna+2x﹣lna,

∴f′(0)=0,f(0)=1

即函数f(x)图象在点(0,1)处的切线斜率为0,

∴图象在点(0,f(0))处的切线方程为y=1;

(2)由于f‘(x)=axlna+2x﹣lna=2x+(ax﹣1)lna>0

①当a>1,y=2x单调递增,lna>0,所以y=(ax﹣1)lna单调递增,故y=2x+(ax﹣1)lna单调递增,

∴2x+(ax﹣1)lna>2×0+(a0﹣1)lna=0,即f’(x)>f‘(0),所以x>0

故函数f(x)在(0,+∞)上单调递增;

②当0<a<1,y=2x单调递增,lna<0,所以y=(ax﹣1)lna单调递增,故y=2x+(ax﹣1)lna单调递增,

∴2x+(ax﹣1)lna>2×0+(a0﹣1)lna=0,即f’(x)>f‘(0),所以x>0

故函数f(x)在(0,+∞)上单调递增;

综上,函数f(x)单调增区间(0,+∞);

(3)因为存在x1,x2∈[﹣1,1],使得|f(x1)﹣f(x2)|≥e﹣1,

所以当x∈[﹣1,1]时,|(f(x))max﹣(f(x))min|

=(f(x))max﹣(f(x))min≥e﹣1,

由(2)知,f(x)在[﹣1,0]上递减,在[0,1]上递增,

所以当x∈[﹣1,1]时,(f(x))min=f(0)=1,

(f(x))max=max{f(﹣1),f(1)},

而f(1)﹣f(﹣1)=(a+1﹣lna)﹣( +1+lna)=a﹣ ﹣2lna,

记g(t)=t﹣ ﹣2lnt(t>0),

因为g′(t)=1+ ﹣ =( ﹣1)2≥0(当t=1时取等号),

所以g(t)=t﹣ ﹣2lnt在t∈(0,+∞)上单调递增,而g(1)=0,

所以当t>1时,g(t)>0;当0<t<1时,g(t)<0,

也就是当a>1时,f(1)>f(﹣1);

当0<a<1时,f(1)<f(﹣1)

①当a>1时,由f(1)﹣f(0)≥e﹣1⇒a﹣lna≥e﹣1⇒a≥e,

②当0<a<1时,由f(﹣1)﹣f(0)≥e﹣1⇒ +lna≥e﹣1⇒0<a≤ ,

综上知,所求a的取值范围为a∈(0, ]∪[e,+∞).

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