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设f(x)是定义在区间(1,+∞)上的函数,其导函数为f'(x).如果存在实数a...

设f(x)是定义在区间(1,+∞)上的函数,其导函数为f'(x).如果存在实数a和函数h(x),其中h(x)对任意的x∈(1,+∞)都有h(x)>0,使得f'(x)=h(x)(x2-ax+1),则称函数f(x)具有性质P(a).
(1)设函数manfen5.com 满分网,其中b为实数.
(i)求证:函数f(x)具有性质P(b);
(ii)求函数f(x)的单调区间.
(2)已知函数g(x)具有性质P(2),给定x1,x2∈(1,+∞),x1<x2,设m为实数,a=mx1+(1-m)x2,β=(1-m)x1+mx2,且a>1,β>1,若|g(a)-g(β)|<|g(x1)-g(x2)|,求m取值范围.
(1)(i)先求出函数f(x)的导函数f′(x),然后将其配凑成f′(x)=h(x)(x2-bx+1)这种形式,再说明h(x)对任意的x∈(1,+∞)都有h(x)>0,即可证明函数f(x)具有性质P(b); (2)根据第一问令φ(x)=x2-bx+1,讨论对称轴与2的大小,当b≤2时,对于x>1,φ(x)>0,所以f′(x)>0,可得f(x)在区间(1,+∞)上单调性,当b>2时,φ(x)图象开口向上,对称轴 x=>1,可求出方程φ(x)=0的两根,判定两根的范围,从而确定φ(x)的符号,得到f′(x)的符号,最终求出单调区间. (2)由题设知,函数g(x)得导数g′(x)=h(x)(x2-2x+1),其中h(x)>0对于任意得x∈(1,+∞)都成立 当x>1时,g′(x)=h(x)(x-1)2>0,从而g(x)在(1,+∞)上单调递增分①m∈(0,1)②m≤0③m≥1三种情况讨论求解m得范围即可 【解析】 (1)f′(x)=-= ∵x>1时,h(x)=>0恒成立, ∴函数f(x)具有性质P(b); (ii)当b≤2时,对于x>1,φ(x)=x2-bx+1≥x2-2x+1=(x-1)2>0 所以f′(x)>0,故此时f(x)在区间(1,+∞)上递增; 当b>2时,φ(x)图象开口向上,对称轴 x=>1, 方程φ(x)=0的两根为: 而 ,∈(0,1) 当 x∈(1,)时,φ(x)<0,f′(x)<0, 故此时f(x)在区间 (1,)上递减; 同理得:f(x)在区间[,+∞)上递增. 综上所述,当b≤2时,f(x)在区间(1,+∞)上递增; 当b>2时,f(x)在 (1,,)上递减;f(x)在[,+∞)上递增. (2)由题设知,函数g(x)得导数g′(x)=h(x)(x2-2x+1),其中h(x)>0对于任意得x∈(1,+∞)都成立 ∴当x>1时,g′(x)=h(x)(x-1)2>0,从而g(x)在(1,+∞)上单调递增 ①m∈(0,1),α=mx1+(1-m)x2>mx1+(1-m)x1=x1 α<mx2+(1-m)x2=x2 ∴α∈(x1,x2)同理可得β∈(x1,x2) 由g(x)得单调性可知,g(α),g(β)∈(g(x1),g(x2)) 从而有|g(α)-g(β)|≥|g(x1)-g(x2)|符合题意 ②m≤0时,α=mx1+(1-m)x2≥mx2+(1-m)x2=x2 β=(1-m)x1+mx2≤(1-m)x1+mx1=mx1 于是由α>1,β>1及g(x)得单调性可知g(β)≤g(x1)<g(x2)≤g(α) ∴|g(α)-g(β)|≥|g(x1)-g(x2)|与题设不符 ③m≥1时,同理可得α≤x1,β≥x2,进而可得|g(α)-g(β)|≥|g(x1)-g(x2)|与题设不符 综合①②③可得m∈(0,1)
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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