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已知函数f(x)=lnx-; (I)若a>0,试判断f(x)在定义域内的单调性;...

已知函数f(x)=lnx-manfen5.com 满分网
(I)若a>0,试判断f(x)在定义域内的单调性;
(II)若f(x)在[1,e]上的最小值为manfen5.com 满分网,求a的值;
(III)若f(x)<x2在(1,+∞)上恒成立,求a的取值范围.
(I)先确定函数f(x)的定义域,再求导函数,从而可判定f(x)在定义域内的单调性; (II)由(I)可知,f′(x)=.再分类讨论:a≥-1,f(x)在[1,e]上为增函数;a≤-e,f(x)在[1,e]上为减函数;e<a<-1,f(x)在(1,-a)上为减函数,f(x)在(-a,e)上为增函数,利用f(x)在[1,e]上的最小值为,可求a的值; (III)先将不等式整理,再分离参数,构建新函数,利用单调性求出函数值的范围,即可求出a的取值范围. 【解析】 (I)由题意f(x)的定义域为(0,+∞),且f'(x)=…(2分) ∵a>0, ∴f'(x)>0, 故f(x)在(0,+∞)上是单调递增函数   …(4分) (II)由(I)可知,f′(x)=. (1)若a≥-1,则x+a≥0,即f′(x)≥0在[1,e]上恒成立,此时f(x)在[1,e]上为增函数, ∴[f(x)]min=f(1)=-a=, ∴a=-(舍去) …(5分) (2)若a≤-e,则x+a≤0,即f′(x)≤0在[1,e]上恒成立,此时f(x)在[1,e]上为减函数, ∴[f(x)]min=f(e)=1-(舍去)…(6分) (3)若-e<a<-1,令f'(x)=0得x=-a,当1<x<-a时,f'(x)<0, ∴f(x)在(1,-a)上为减函数,f(x)在(-a,e)上为增函数, ∴[f(x)]min=f(-a)=ln(-a)+1= ∴[f(x)]min=f(-a)=ln(-a)+1= ∴a=-.…(8分) 综上所述,a=-. (III)∵f(x)<x2 ∴lnx- 又x>0,∴a>xlnx-x3…(9分) 令g(x)=xlnx-x3,h(x)=g′(x)=1+lnx-3x2, ∴h'(x)=∵x∈(1,+∞)时,h'(x)<0, ∴h(x)在(1,+∞)上是减函数,…(10分) ∴h(x)<h(1)=-2<0 即g'(x)<0∴g(x)在(1,+∞)上也是减函数, ∴g(x)在(1,+∞)上是减函数 ∴g(x)<g(1)=-1 ∴当a≥-1时,f(x)<x2在(1,+∞)上恒成立.…(12分) ∴a≥-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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