已知函数f(x)=(2-a)(x-1)-2lnx,g(x)=xe1-x.(a∈R,e为自然对数的底数)(1)当a=1时,求f(x)的单调区间;(2)若函数f(x)在(0,12)上无零点,求a的最小值.

问题描述:

已知函数f(x)=(2-a)(x-1)-2lnx,g(x)=xe1-x.(a∈R,e为自然对数的底数)
(1)当a=1时,求f(x)的单调区间;
(2)若函数f(x)在(0,

1
2
)上无零点,求a的最小值.

(1)当a=1时,f(x)=x-1-2lnx,x>0,
求其导数可得f′(x)=1-

2
x

令1-
2
x
>0,可得x>2,令1-
2
x
<0,可得0<x<2,
故此时函数的单调递减区间为(0,2),
单调递增区间为(2,+∞);
(2)因为f(x)<0在区间(0,
1
2
)
上恒成立不可能,
故要使函数f(x)在(0,
1
2
)
上无零点,
只要对任意的x∈(0,
1
2
)
,f(x)>0恒成立,即对x∈(0,
1
2
),a>2−
2lnx
x−1
恒成立.
l(x)=2−
2lnx
x−1
,x∈(0,
1
2
)
,则l′(x)=−
2
x
(x−1)−2lnx
(x−1)2
=
2lnx+
2
x
−2
(x−1)2

再令m(x)=2lnx+
2
x
−2,x∈(0,
1
2
)

m′(x)=
2
x
2
x2
−2(1−x)
x2
<0

故m(x)在(0,
1
2
)
上为减函数,
于是m(x)>m(
1
2
)=2−2ln2>0

从而,l′(x)>0,于是l(x)在(0,
1
2
)
上为增函数,
所以l(x)<l(
1
2
)=2−4ln2

故要使a>2−
2lnx
x−1
恒成立,只要a∈[2-4ln2,+∞),
综上,若函数f(x)在(0,
1
2
)
上无零点,则a的最小值为2-4ln2;
答案解析:(1)把a等于1代入到f(x)中求出f′(x),令f′(x)大于0求出x的范围即为函数的增区间,令f′(x)小于0求出x的范围即为函数的减区间;
(2)f(x)小于0时不可能恒成立,所以要使函数在(0,
1
2
)上无零点,只需要对x属于(0,
1
2
)时f(x)大于0恒成立,列出不等式解出a大于一个函数,利用导数得到函数的单调性,根据函数的增减性得到这个函数的最大值即可得到a的最小值.
考试点:利用导数研究函数的单调性;函数的零点.
知识点:此题考查学生会利用导函数的正负确定函数的单调性,会根据函数的增减性求出闭区间上函数的最值,