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解答题已知函数.(Ⅰ)当0<a≤1时 求函数f(x)的单调区间;(Ⅱ)是否存在实数a

时间:2023-11-13 13:48:55

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解答题已知函数.(Ⅰ)当0<a≤1时 求函数f(x)的单调区间;(Ⅱ)是否存在实数a

问题补充:

解答题已知函数.

(Ⅰ)当0<a≤1时,求函数f(x)的单调区间;

(Ⅱ)是否存在实数a,使得至少有一个x0∈(0,+∞),使f(x0)>x0成立,若存在,求出实数a的取值范围;若不存在,说明理由.

答案:

解:(Ⅰ)函数f(x)的定义域为(0,+∞),…(2分)

(1)当0<a<1时,由f′(x)>0,得0<x<a或1<x<+∞,由f′(x)<0,得a<x<1

故函数f(x)的单调增区间为(0,a)和(1,+∞),单调减区间为(a,1)…(4分)

(2)当a=1时,f′(x)≥0,f(x)的单调增区间为(0,+∞)…(5分)

(Ⅱ)先考虑“至少有一个x0∈(0,+∞),使f(x0)>x0成立”的否定“?x∈(0,+∞),f(x)≤x恒成立”.即可转化为a+(a+1)xlnx≥0恒成立.

令φ(x)=a+(a+1)xlnx,则只需φ(x)≥0在x∈(0,+∞)恒成立即可,…(6分)

求导函数φ′(x)=(a+1)(1+lnx)

当a+1>0时,在时,φ′(x)<0,在时,φ′(x)>0

∴φ(x)的最小值为,

由得,故当时,f(x)≤x恒成立,…(9分)

当a+1=0时,φ(x)=-1,φ(x)≥0在x∈(0,+∞)不能恒成立,…(11分)

当a+1<0时,取x=1,有φ(1)=a<-1,φ(x)≥0在x∈(0,+∞)不能恒成立,…(13分)

综上所述,即或a≤-1时,至少有一个x0∈(0,+∞),使f(x0)>x0成立.…(14分)解析分析:(Ⅰ)求得函数f(x)的定义域,求导函数,对a讨论,利用导数的正负,即可确定函数f(x)的单调区间;(Ⅱ)先考虑“至少有一个x0∈(0,+∞),使f(x0)>x0成立”的否定“?x∈(0,+∞),f(x)≤x恒成立”.即可转化为a+(a+1)xlnx≥0恒成立,令φ(x)=a+(a+1)xlnx,则只需φ(x)≥0在x∈(0,+∞)恒成立即可.点评:本题考查导数知识的运用,考查函数的单调性,考查恒成立问题,考查分类讨论、等价转化的数学思想,考查学生的分析解决问题的能力,属于中档题.

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