20、=x2+(a∈R).
(1)若f(x)在x=1處的切線垂直于直線x-14y+13=0,求該點的切線方程,并求此時函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間;
(2)若f(x)≤a2-2a+4對任意的x∈[1,2]恒成立,求實數(shù)a的取值范圍.
解:(1)f′(x)=2x-,根據(jù)題意f′(1)=2-2a=-14,解得a=8,此時切點坐標是(1,17),故所求的切線方程是y-17=-14(x-1),即14x+y-31=0.
當a=8時,f′(x)=2x-=,
令f′(x)>0,解得x>2,令f′(x)<0,解得x<2且x≠0,故函數(shù)f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間是(2,+∞);單調(diào)遞減區(qū)間是(-∞,0)和(0,2).
21、
(2)f′(x)=2x-=.
①若a<1,則f′(x)>0在區(qū)間[1,2]上恒成立,f(x)在區(qū)間[1,2]上單調(diào)遞增,函數(shù)f(x)在區(qū)間[1,2]上的最大值為f(2)=4+a;
②若1≤a≤8,則在區(qū)間(1,)上f′(x)<0,函數(shù)單調(diào)遞減,在區(qū)間(,2)上f′(x)>0,函數(shù)單調(diào)遞增,故函數(shù)f(x)在區(qū)間[1,2]上的最大值為f(1),f(2)中的較大者,f(1)-f(2)=1+2a-4-a=a-3,故當1≤a≤3時,函數(shù)的最大值為f(2)=4+a,當38時,f′(x)<0在區(qū)間[1,2]上恒成立,函數(shù)f(x)在
22、區(qū)間[1,2]上單調(diào)遞減,函數(shù)的最大值為f(1)=1+2a.
綜上可知,在區(qū)間[1,2]上,當a≤3時,函數(shù)f(x)max=4+a,當a>3時,函數(shù)f(x)max=1+2a.
不等式f(x)≤a2-2a+4對任意的x∈[1,2]恒成立等價于在區(qū)間[1,2]上,f(x)max≤a2-2a+4,故當a≤3時,4+a≤a2-2a+4,即a2-3a≥0,解得a≤0或a=3;當a>3時,1+2a≤a2-2a+4,即a2-4a+3≥0,解得a>3.
綜合知當a≤0或a≥3時,不等式f(x)≤a2-2a+4對任意的x∈[1,2]恒成立.
22.(本小題滿分14分)
(xx·陜西)設函數(shù)f(x)定義
23、在(0,+∞)上,f(1)=0,導函數(shù)f′(x)=,g(x)=f(x)+f′(x).
(1)求g(x)的單調(diào)區(qū)間和最小值;
(2)討論g(x)與g的大小關系;
(3)是否存在x0>0,使得|g(x)-g(x0)|<對任意x>0成立?若存在,求出x0的取值范圍;若不存在,請說明理由.
解:(1)由題設易知f(x)=lnx,g(x)=lnx+,
∴g′(x)=,令g′(x)=0得x=1,
當x∈(0,1)時,g′(x)<0,故(0,1)是g(x)的單調(diào)減區(qū)間,
當x∈(1,+∞)時,g′(x)>0,故(1,+∞)是g(x)的單調(diào)增區(qū)間,
因此,x=1是g(x)的唯一極值點,且為
24、極小值點,從而是最小值點,
所以最小值為g(1)=1.
(2)g=-lnx+x,
設h(x)=g(x)-g=2lnx-x+,
則h′(x)=-,
當x=1時,h(1)=0,即g(x)=g,
當x∈(0,1)∪(1,+∞)時,h′(x)<0,h′(1)=0,
因此,h(x)在(0,+∞)內(nèi)單調(diào)遞減,
當0h(1)=0,即g(x)>g,
當x>1時,h(x)0,使|g(x)-g(x0)|<對任意x>0成立,
即對任意x>0,有l(wèi)nx
25、,(*)
但對上述x0,取x1=eg(x0)時,有l(wèi)nx1=g(x0),這與(*)左邊不等式矛盾,
因此,不存在x0>0,使|g(x)-g(x0)|<對任意x>0成立.
證法二 假設存在x0>0,使|g(x)-g(x0)|<對任意的x>0成立.
由(1)知,g(x)的最小值為g(x)=1,
又g(x)=lnx+>lnx,而x>1時,lnx的值域為(0,+∞),
∴x≥1時,g(x)的值域為[1,+∞),
從而可得一個x1>1,使g(x1)≥g(x0)+1,
即g(x1)-g(x0)≥1,故|g(x1)-g(x0)|≥1>,與假設矛盾.
∴不存在x0>0,使|g(x)-g(x0)|<對任意x>0成立.