已知函数f(x)=x-(a+1)lnx-ax(a∈R),g(x)=xex.(Ⅰ)求f(x)的单调区间;(Ⅱ)当a<1时,若存
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解决时间 2021-02-04 16:55
- 提问者网友:呐年旧曙光
- 2021-02-04 00:47
已知函数f(x)=x-(a+1)lnx-ax(a∈R),g(x)=xex.(Ⅰ)求f(x)的单调区间;(Ⅱ)当a<1时,若存在x1∈[1,2],使得对任意的x2∈[1,2],f(x1)<g(x2)恒成立,求a的取值范围.
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- 五星知识达人网友:慢性怪人
- 2021-02-04 02:08
(Ⅰ)函数f(x)的都为(0,+∞),
则f′(x)=1-
a+1
x +
a
x2 =
x2?(a+1)x+a
x2 =
(x?a)(x?1)
x2 ,
①若a≤0,由f′(x)>0,得x>1.此时函数单调递增,即增区间为(1,+∞),
由f′(x)<0,得0<x<1.此时函数单调递减,即减区间为(0,1),
②若0<a<1,由f′(x)>0,得x>1或0<x<a.此时函数单调递增,即增区间为(1,+∞),(0,a),
由f′(x)<0,得a<x<1.此时函数单调递减,即减区间为(a,1),
③若a=1时,f′(x)≥0,此时函数单调递增,即增区间为(0,+∞);
④若a>1,由f′(x)>0,得x>a或0<x<1.此时函数单调递增,即增区间为(a,+∞),(0,1),
由f′(x)<0,得1<x<a.此时函数单调递减,即减区间为(1,a).
(Ⅱ)当a<1时,若存在x1∈[1,2],使得对任意的x2∈[1,2],f(x1)<g(x2)恒成立,
则f(x)min<g(x)min
由Ⅰ知,f(x)在[1,2]上为增函数,则f(x)min=f(1)=1-a,
∵g(x)=
x
ex .
∴g′(x)=
1?x
ex ≤0,即g(x)在[1,2]上为减函数,
则g(x)min=g(2)=
2
e2 ,
故1-a≤
2
e2 ,即1-
2
e2 ≤a<1.
则f′(x)=1-
a+1
x +
a
x2 =
x2?(a+1)x+a
x2 =
(x?a)(x?1)
x2 ,
①若a≤0,由f′(x)>0,得x>1.此时函数单调递增,即增区间为(1,+∞),
由f′(x)<0,得0<x<1.此时函数单调递减,即减区间为(0,1),
②若0<a<1,由f′(x)>0,得x>1或0<x<a.此时函数单调递增,即增区间为(1,+∞),(0,a),
由f′(x)<0,得a<x<1.此时函数单调递减,即减区间为(a,1),
③若a=1时,f′(x)≥0,此时函数单调递增,即增区间为(0,+∞);
④若a>1,由f′(x)>0,得x>a或0<x<1.此时函数单调递增,即增区间为(a,+∞),(0,1),
由f′(x)<0,得1<x<a.此时函数单调递减,即减区间为(1,a).
(Ⅱ)当a<1时,若存在x1∈[1,2],使得对任意的x2∈[1,2],f(x1)<g(x2)恒成立,
则f(x)min<g(x)min
由Ⅰ知,f(x)在[1,2]上为增函数,则f(x)min=f(1)=1-a,
∵g(x)=
x
ex .
∴g′(x)=
1?x
ex ≤0,即g(x)在[1,2]上为减函数,
则g(x)min=g(2)=
2
e2 ,
故1-a≤
2
e2 ,即1-
2
e2 ≤a<1.
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