已知函数f(x)=lg(x+ax−2),其中a是大于0的常数(1)求函数f(x)的定义域;(2)当a∈(1,4)时,求函数f(x)在[2,+∞)上的最小值;(3)若对任意x∈[2,+∞)恒有f(x)>0,试确定a的取值范围.

问题描述:

已知函数f(x)=lg(x+

a
x
−2),其中a是大于0的常数
(1)求函数f(x)的定义域;
(2)当a∈(1,4)时,求函数f(x)在[2,+∞)上的最小值;
(3)若对任意x∈[2,+∞)恒有f(x)>0,试确定a的取值范围.

(1)由x+

a
x
−2>0得,
x2−2x+a
x
>0

     解得a>1时,定义域为(0,+∞)
     a=1时,定义域为{x|x>0且x≠1},
     0<a<1时,定义域为{x|0<x<1−
1−a
x>1+
1−a
}
(2)设g(x)=x+
a
x
−2
,当a∈(1,4),x∈[2,+∞)时,
    g′(x)=1−
a
x2
x2−a
x2
>0
恒成立,
g(x)=x+
a
x
−2
在[2,+∞)上是增函数,
f(x)=lg(x+
a
x
−2)
在[2,+∞)上是增函数,
f(x)=lg(x+
a
x
−2)
在[2,+∞)上的最小值为f(2)=lg
a
2

(3)对任意x∈[2,+∞)恒有f(x)>0,
   即x+
a
x
−2>1
对x∈[2,+∞)恒成立
∴a>3x-x2,而h(x)=3x−x2=−(x−
3
2
)2+
9
4
在x∈[2,+∞)上是减函数,
∴h(x)max=h(2)=2,∴a>2
答案解析:(1)求函数f(x)的定义域,就是)求x+
a
x
−2>0
,可以通过对a分类讨论解决;
(2)可以构造函数g(x)=x+
a
x
−2
,当a∈(1,4)时通过导数法研究g(x)在[2,+∞)上的单调性,再利用复合函数的性质可以求得f(x)在[2,+∞)上的最小值;
(3)对任意x∈[2,+∞)恒有f(x)>0,即x+
a
x
−2>1
对x∈[2,+∞)恒成立,转化为a是x的函数,即可求得a的取值范围.
考试点:函数恒成立问题;对数函数的定义域;利用导数研究函数的单调性;利用导数求闭区间上函数的最值.
知识点:本题考查函数恒成立问题,(1)着重考查分类讨论思想;(2)着重考查复合函数的函数单调性质求最值,方法为导数法;(3)着重考查分离参数法,是一道好题.