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1、试题题目:已知函数f(x)=lnx+x,g(x)=ax-x-1(a>0).(I)求函数..

发布人:繁体字网(www.fantiz5.com) 发布时间:2015-12-04 07:30:00

试题原文

已知函数f(x)=lnx+x,g(x)=
a
x
-x-1(a>0).
(I)求函数F(x)=f(x)+g(x)在(0,e]上的最小值;
(II)对于正实数m,方程2mf(x)=x2有唯一实数根,求m的值.

  试题来源:不详   试题题型:解答题   试题难度:中档   适用学段:高中   考察重点:函数的单调性与导数的关系



2、试题答案:该试题的参考答案和解析内容如下:
(I)函数F(x)=f(x)+g(x)=
a
x
-1+lnx的定义域为{x|x>0}
因为F′(x)=-
a
x2
+
1
x
,a>0时,解F′(x)>0,即-
a
x2
+
1
x
>0,
得x>a,所以在(a,+∞)上F(x)单调递增,
解F′(x)<0,即-
a
x2
+
1
x
<0,得0<x<a,
所以在(0,a)上,F(x)单调递减,
因此:当a<e时,函数在x=a处取得最小值F(a)=lna,
当a>e时,函数在x=a处取得最小值F(e)=
a
e

综上:当0<a≤e时,函数F(x)在区间(0,e]上最小值F(a)=lna;
当a>e时,函数F(x)在区间(0,e]上最小值F(e)=
a
e

(II)∵方程2mf(x)=x2中唯一实数解,
∴x2-2mlnx-2mx=0有唯一实数解,
设g(x)=x2-2mlnx-2mx,
∴g′(x)=
2x2-2mx-2m
x

令g′(x)=0,得x2-mx-m=0.
∵m>0,∴△=m2+4m>0,
方程有两异号根,设为x10,
∵x>0,∴x1应舍去.
当x∈(0,x2)时,g′(x)<0,g(x)在(0,x2)上单调递减,
当x∈(x2,+∞)时,g′(x)>0,g(x)在(x2,+∞)上单调递增,
当x=x2时,g′(x2)=0,g(x)取最小值g(x2).
∵g(x)=0有唯一解,∴g(x2)=0,
g(x2)=0
g′(x2)=0
,即
x22
-2mlnx2-2mx2=0
x22
-mx2-m=0

∴2mlnx2+mx2-m=0,
∵m>0,∴2lnx2+x2-1=0(*),
设函数h(x)=2lnx+x-1,
∵当x>0时,h(x)是增函数,
∴h(x)=0至多有一解,
∵h(1)=0,
∴方程(*)的解为x2=1,
∴代入方程组解得m=
1
2
3、扩展分析:该试题重点查考的考点详细输入如下:

    经过对同学们试题原文答题和答案批改分析后,可以看出该题目“已知函数f(x)=lnx+x,g(x)=ax-x-1(a>0).(I)求函数..”的主要目的是检查您对于考点“高中函数的单调性与导数的关系”相关知识的理解。有关该知识点的概要说明可查看:“高中函数的单调性与导数的关系”。


4、其他试题:看看身边同学们查询过的数学试题:

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