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  • 設(shè)函數(shù)f(x)=ln(x?1)+2a/x(a∈R) (1)求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間; (2)如果當(dāng)x>1,且x≠2時(shí),ln(x?1)x?2>a/x恒成立,則求實(shí)數(shù)a的取值范圍.

    設(shè)函數(shù)f(x)=ln(x?1)+
    2a
    x
    (a∈R)

    (1)求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間;
    (2)如果當(dāng)x>1,且x≠2時(shí),
    ln(x?1)
    x?2
    a
    x
    恒成立,則求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
    數(shù)學(xué)人氣:258 ℃時(shí)間:2019-10-19 20:05:09
    優(yōu)質(zhì)解答
    (1)由題意可知函數(shù)f(x)的定義域?yàn)椋?,+∞),f′(x)=
    1
    x?1
    ?
    2a
    x2
    x2?2ax+2a
    x2(x?1)

    設(shè)g(x)=x2-2ax+2a,△=4a2-8a=4a(a-2),
    ①當(dāng)△≤0,即0≤a≤2,g(x)≥0,
    ∴f′(x)≥0,f(x)在(1,+∞)上單調(diào)遞增.
    ②當(dāng)a<0時(shí),g(x)的對(duì)稱(chēng)軸為x=a,當(dāng)x>1時(shí),由二次函數(shù)的單調(diào)性可知g(x)>g(1)>0,
    ∴f′(x)>0,f(x)在(1,+∞)上單調(diào)遞增.
    ③當(dāng)a>2時(shí),設(shè)x1,x2(x1<x2)是方程x2-2ax+2a=0的兩個(gè)根,則x1=a?
    a2?2a
    >1,x2=a+
    a2?2a
    ,
    當(dāng)1<x<x1或x>x2時(shí),f′(x)>0,f(x)在(1,x1),(x2,+∞)上是增函數(shù).
    當(dāng)x1<x<x2時(shí),f′(x)<0,f(x)在(x1,x2)上是減函數(shù).
    綜上可知:當(dāng)a≤2時(shí),f(x)在(1,+∞)上單調(diào)遞增;
              當(dāng)a>2時(shí),f(x)的單調(diào)增區(qū)間為(1,x1),(x2,+∞),單調(diào)遞減區(qū)間為(x1,x2).
    (2)
    ln(x?1)
    x?2
    a
    x
    可化為
    1
    x?2
    [ln(x?1)+
    2a
    x
    ?a]>0
    ,即
    1
    x?2
    [f(x)?a]>0
    ,(*)
    令h(x)=f(x)-a,由(1)知:
    ①當(dāng)a≤2時(shí),f(x)在(1,+∞)上是增函數(shù),所以h(x)在(1,+∞)是增函數(shù).
    因?yàn)楫?dāng)1<x<2時(shí),h(x)<h(2)=0,∴(*)式成立;
    當(dāng)x>2時(shí),h(x)>h(2)=0,∴(*)成立;
    所以當(dāng)a≤2時(shí),(*)成立
    ②當(dāng)a>2時(shí),因?yàn)閒(x)在(x1,2)上是減函數(shù),所以h(x)在(x1,2)上是減函數(shù),所以當(dāng)x1<x<2時(shí),h(x)>h(2)=0,(*)不成立.
    綜上可知,a的取值范圍為(-∞,2].
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