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  • 設(shè)函數(shù)f(x)=alnx+2a2x(a≠0). (1)已知曲線y=f(x)在點(diǎn)(1,f(1))處的切線l的斜率為2-3a,求實(shí)數(shù)a的值; (2)討論函數(shù)f(x)的單調(diào)性; (3)在(1)的條件下,求證:對于定義域內(nèi)

    設(shè)函數(shù)f(x)=alnx+
    2a2
    x
    (a≠0).
    (1)已知曲線y=f(x)在點(diǎn)(1,f(1))處的切線l的斜率為2-3a,求實(shí)數(shù)a的值;
    (2)討論函數(shù)f(x)的單調(diào)性;
    (3)在(1)的條件下,求證:對于定義域內(nèi)的任意一個(gè)x,都有f(x)≥3-x.
    數(shù)學(xué)人氣:157 ℃時(shí)間:2020-05-03 16:39:48
    優(yōu)質(zhì)解答
    (1)∵f(x)=alnx+
    2
    a
    x
    (a≠0)
    ,
    ∴f(x)的定義域?yàn)閧x|x>0},
    f(x)=
    a
    x
    ?
    2a2
    x2
    ,
    ∵曲線y=f(x)在點(diǎn)(1,f(1))處的切線l的斜率為2-3a,
    ∴f′(1)=a-2a2=2-3a,
    解得a=1.
    (2)f(x)=
    a
    x
    ?
    2a2
    x2
    =
    a(x?2a)
    x2
    ,
    ①當(dāng)a<0時(shí),∵x>0,∴x-2a>0,a(x-2a)<0,
    ∴f′(x)<0,故函數(shù)f(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞減;
    ②當(dāng)a>0時(shí),若0<x<2a,則a(x-2a)<0,f′(x)<0,
    函數(shù)f(x)在(0,2a)上單調(diào)遞減;
    若x>2a,則a(x-2a)>0,f′(x)>0,函數(shù)在(2a,+∞)上單調(diào)遞增.
    綜上所述,當(dāng)a<0時(shí),函數(shù)f(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞減;
    當(dāng)a>0時(shí),函數(shù)f(x)在(0,2a)上單調(diào)遞減,在(2a,+∞)上單調(diào)遞增.
    (3)由(1)知,f(x)=lnx+
    2
    x
    ,
    設(shè)g(x)=f(x)-(3-x),則g(x)=lnx+
    2
    x
    +x-3,
    g(x)=
    1
    x
    ?
    2
    x2
    +1
    =
    x2+x?2
    x2
    =
    (x?1)(x+2)
    x2
    ,x>0
    當(dāng)x變化時(shí),g′(x),g(x)的變化如下表:
     x (0,1) 1(1,+∞) 
     g′(x)- 0+
     g(x) 極小值
    ∴x=1是g(x)在(0,+∞)上的唯一極值點(diǎn),且是極小值點(diǎn),
    從而也是g(x)的最小值點(diǎn),
    ∴g(x)≥g(1)=ln1+2+1-3=0,
    ∴g(x)=f(x)-(3-x)≥0,
    ∴對于定義域內(nèi)的任意一個(gè)x,都有f(x)≥3-x.
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