程为:x32y25224
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20已知函数fxl
x.(1)求函数gxfxx1的极值;(2)求函数hxfxxa(a为实常数)的单调区间;(3)若不等式x21fxkx12对一切正实数x恒成立,求实数k的取值
范围.11-x
解:(1)g(x)=l
x-x+1,g′(x)=x-1=x,当0<x<1时,g′(x)>0;当x>1时,g′(x)<0,可得g(x)在(01)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减,
故g(x)有极大值为g(1)=0,无极小值.(2)h(x)=l
x+x-a.当a≤0时,h(x)=l
x+x-a,h′(x)=1+1x>0恒成立,
此时h(x)在(0,+∞)上单调递增;当a>0时,h(x)=ll
xx+-xx-+aa,,x0≥<ax,<a.①当x≥a时,h(x)=l
x+x-a,h′(x)=1+1x>0恒成立,
此时h(x)在(a,+∞)上单调递增;②当0<x<a时,h(x)=l
x-x+a,h′(x)=1x-1=1-xx.当0<a≤1时,h′(x)>0恒成立,此时h(x)在(0,a)上单调递增;
f当a>1时,当0<x<1时h′(x)>0,当1≤x<a时h′(x)≤0,所以h(x)在(0,1)上单调递增,在(1,a)上单调递减.综上,当a≤1时,h(x)的增区间为(0,+∞),无减区间;
当a>1时,h(x)增区间为(0,1),(a,+∞);减区间为(1,a).
(3)不等式(x2-1)f(x)≥k(x-1)2对一切正实数x恒成立,
即(x2-1)l
x≥k(x-1)2对一切正实数x恒成立.
当0<x<1时,x2-1<0;l
x<0,则(x2-1)l
x>0;
当x≥1时,x2-1≥0;l
x≥0,则(x2-1)l
x≥0.
因此当x>0时,(x2-1)l
x≥0恒成立.
又当k≤0时,k(x-1)2≤0,故当k≤0时,(x2-1)l
x≥k(x-1)2恒
成立.
下面讨论k>0的情形.
当x>0且x≠1时,(x2-1)l
x-k(x-1)2=(x2-1)l
x-kxx+-11.
设h(x)=l
x-kxx+-11(
x>0且x≠1),hx12k
xx12
x221kx1.
xx12
记△=4(1-k)2-4=4(k2-2k).
①当△≤0,即0<k≤2时,h′(x)≥0恒成立,
故h(x)在(0,1)及(1,+∞)上单调递增.
f于是当0<x<1时,h(x)<h(1)=0,又x2-1<0,故(x2-1)h(x)>0,
即(x2-1)l
x>k(x-1)2.当x>1时,h(x)>h(1)=0,又x2-1>0,故(x2-1)h(x)>0,即(x2-1)l
x>k(x-1)2.又当x=1时,(x2-1)l
x=k(x-1)2.因此当0<k≤2时,(x2-1)l
x≥k(x-1)2对一切正实数x恒成立.②当△>0,即k>2时,设x2+2(1-k)x+1=0的两个不等实根分别为x1,x2(x1<x2).函数φ(x)=x2+2(1-k)x+1图像的对称轴为x=k-1r