x2-3x+(a-1)lnx,g(x)=ax,h(x)=f(x)-g(x)+3x,其中a∈R且a>1.(I)求函数f(x)的导函数f′(x)的最小值;
(II)当a=3时,求函数h(x0的单调区间及极值;
(III)若对任意的x1,x2∈(0,+∞),x1≠x2,函数h(x)满足
,求实数a的取值范围.在线课程解:(I)
,其中x>0.因为a>1,所以a-1>0,又x>0,所以
,当且仅当
时取等号,其最小值为
.…(4分)(II)当a=3时,
,
.…..(6分)x,h′(x),h(x)的变化如下表:
| x | (0,1) | 1 | (1,2) | 2 | (2,+∞) |
| h′(x) | + | 0 | - | 0 | + |
| h(x) | 递增 | ![]() | 递减 | 2ln2-4 | 递增 |
….(8分)
函h(x)在x=1处取得极大值
,在x=2处取得极小2ln2-4.….(10分)
(III)由题意
.不妨设x1<x2,则
得h(x1)+x1<h(x2)+x2.…(12分)令
,则函数F(x)在(0,+∞)单调递增.
=
在(0,+∞)恒成立.即G(x)=x2-(a-1)x+a-1≥0(在0,+∞)恒成立.
因为
,因此,只需△=(a-1)2-4(a-1)≤0.解得1<a≤5.
故所求实数a的取值范围1<a≤5.….(14分)
分析:(I)求出函数的导函数,利用基本不等式求出函数的最小值,验证等号何时取得.
(II)将a的代入h(x),求出导函数,列出x,h′(x),h(x)的变化如下表,求出极值.
(III)构造新函数令
,通过函数F(x)在(0,+∞)单调递增令导函数大于0恒成立,根据二次函数的图象,只需判别式小于等于0,求出a的范围.点评:本题主要考查利用导数研究函数的单调性.利用导数研究函数的单调性,求解函数的单调区间、极值、最值问题,是函数这一章最基本的知识,也是.教学中的重点和难点,学生应熟练掌握.