试题与答案

请考生注意:重点高中学生做(2)(3).一般高中学生只做(1)(2).已知函数f

题型:解答题

题目:

请考生注意:重点高中学生做(2)(3).一般高中学生只做(1)(2).
已知函数f(x)=(1-a)x-lnx-
a
x
-1(a∈R)

(1)若曲线y=f(x)在x=1和x=3处的切线互相平行,求a的值;
(2)当a>0时,讨论f(x)的单调性;
(3)当a=
3
4
时,设g(x)=x2-bx+1,若对任意x1∈(0,2],都存在x2∈(0,2],都存在x2∈[1,2]使f(x1)≤g(x2),求实数b的取值范围.

答案:

(1)∵函数f(x)=(1-a)x-lnx-

a
x
-1(a∈R)

∴f′(x)=

(1-a)x2-x+a
x2
(x>0)

∵曲线y=f(x)在x=1和x=3处的切线互相平行,

∴f′(1)=f′(3),

0=

6-8a
9

∴6-8a=0

∴a=

3
4

(2)若a=1时,f′(x)=-

x-1
x2
,∴x∈(0,1),f′(x)>0,x∈(1,+∞),f′(x)<0

∴y=f(x)在(0,1)上为增函数,在(1,+∞)上为减函数;

若a≠1时,令f′(x)=0,可得x1=1,x2=

a
1-a

①若

a
1-a
≤0,则a≥1,∴x∈(0,1),f′(x)>0,x∈(1,+∞),f′(x)<0

∴y=f(x)在(0,1)上为增函数,在(1,+∞)上为减函数;

②若

a
1-a
>0,即0<a<1时

(Ⅰ)0<a<

1
2
时,
a
1-a
1,在(0,
a
1-a
),(1,+∞)上为增函数,在(
a
1-a
,1)上为减函数

(Ⅱ)

1
2
<a<1时,在(0,1),(
a
1-a
,+∞)上为增函数,在(1,
a
1-a
)上为减函数

(Ⅲ)a=

1
2
时,f′(x)>0恒成立,则f(x)在(0,+∞)上恒为增函数.

(3)当a=

3
4
时,由(1)知,函数f(x)=
1
4
x-lnx-
3
4x
-1
在 (0,1)是增函数,在(1,2)是减函数

∴f(x)在(0,2]的最大值为f(1)=-

3
2

若对任意x1∈(0,2],都存在x2∈(0,2],都存在x2∈[1,2]使f(x1)≤g(x2),等价于函数f(x)在(0,2]的最大值-

3
2
不大于g(x)在[1,2]的最大值

下面求g(x)=x2-bx+1在[1,2]上的最大值

∵g(x)=x2-bx+1的对称轴是直线x=

b
2

①当

b
2
3
2
,即b≤3时,g(x)在[1,2]为增函数,则g(x)max=g(2)=5-2b,

-

3
2
≤5-2b,∴b≤
13
4
,满足b≤3;

②当

b
2
3
2
,即b>3时,g(x)在[1,2]为减函数,则g(x)max=g(1)=2-b,

-

3
2
≤2-b,∴b≤
7
2
,∴3<b≤
7
2

综上,实数b的取值范围为b≤

7
2

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