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1、试题题目:已知函数f(x)=ax2+2lnx.(1)求f(x)的单调区间;(2)若f(x)在(0,1]..

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)=ax2+2lnx.
(1)求f(x)的单调区间;
(2)若f(x)在(0,1]上的最大值是-2,求a的值;
(3)记g(x)=f(x)+(a-1)lnx+1,当a≤-2时,求证:对任意x1,x2∈(0,+∞),总有|g(x1)-g(x2)|≥4|x1-x2|

  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:
解析:(1)f(x)的定义域是(0,+∞).f(x)=2ax+
2
x
=
2ax2+2
x

当a≥0时,f(x)>0,故f(x)在(0,+∞)上是增函数;
当a<0时,令f(x)=0,则2ax2+2=0,所以,x1=
-
1
a
x2=-
-
1
a
(舍去).
x∈(0,
-
1
a
)
时,f(x)>0,故f(x)在(0,
-
1
a
)
上是增函数;
x∈(
-
1
a
,+∞)
时,f(x)<0,故f(x)在(
-
1
a
,+∞)
上是减函数.
故当a≥0时,f(x)的增区间是(0,+∞);
当a<0时,f(x)的增区间是(0,
-
1
a
)
,减区间是(
-
1
a
,+∞)

(2)①当a≥0时,f(x)在(0,+∞)上是增函数,故在(0,1]上的最大值为f(1)=a+2ln1=a=-2,显然不合题意;
②若
a<0
-
1
a
≥1
,即-1≤a<0时,(0,1]?(0,
-
1
a
)
,则f(x)在(0,1]上是增函数,故在(0,1]上最大值为f(1)=a=-2,不合题意,舍去;
③若
a<0
-
1
a
<1
,即a<-1时,f(x)在(0,
-
1
a
)
上是增函数,在(
-
1
a
,1)
上为减函数,故在(0,1]上的最大值是f(
-
1
a
)=-1+2ln
-
1
a
=-2
,解得:a=-e,符合.
综合①、②、③得:a=-e.
(3)由g(x)=f(x)+(a-1)lnx+1,则g(x)=(a+1)lnx+ax2+1,
g(x)=
a+1
x
+2ax=
2ax2+a+1
x
,当a≤-2时,g(x)<0,故当a≤-2时,g(x)在(0,+∞)上为减函数.
不妨设x2≥x1>0,则g(x2)≤g(x1),故|g(x1)-g(x2)|≥4|x1-x2|等价于g(x1)-g(x2)≥4(x2-x1),
即g(x1)+4x1≥g(x2)+4x2
记h(x)=g(x)+4x,下面证明当x2≥x1>0时,h(x1)≥h(x2
由h(x)=g(x)+4x=(a+1)lnx+ax2+4x+1得:
h(x)=
2ax2+4x+a+1
x
-4x2+4x-1
x
=
-(2x-1)2
x
≤0,
从而h(x)在(0,+∞)上为减函数,故当x2≥x1>0时,h(x1)>h(x2),
即有:g(x1)+4x1≥g(x2)+4x2
故当a≤-2时,对任意x1,x2∈(0,+∞),总有|g(x1)-g(x2)|≥4|x1-x2|.
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)=ax2+2lnx.(1)求f(x)的单调区间;(2)若f(x)在(0,1]..”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”。


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