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1、试题题目:设f(x)是定义在区间(1,+∞)上的函数,其导函数为f‘(x).如果存在..

发布人:繁体字网(www.fantiz5.com) 发布时间:2015-12-04 07:30:00

试题原文

设f(x)是定义在区间(1,+∞)上的函数,其导函数为f'(x).如果存在实数a和函数h(x),其中h(x)对任意的x∈(1,+∞)都有h(x)>0,使得f'(x)=h(x)(x2-ax+1),则称函数f(x)具有性质P(a).
(1)设函数f(x)=Inx+
b+2
x+1
(x>1)
,其中b为实数.
(i)求证:函数f(x)具有性质P(b);
(ii)求函数f(x)的单调区间.
(2)已知函数g(x)具有性质P(2),给定x1,x2∈(1,+∞),x1<x2,设m为实数,a=mx1+(1-m)x2,β=(1-m)x1+mx2,且a>1,β>1,若|g(a)-g(β)|<|g(x1)-g(x2)|,求m取值范围.

  试题来源:天河区三模   试题题型:解答题   试题难度:中档   适用学段:高中   考察重点:函数的单调性与导数的关系



2、试题答案:该试题的参考答案和解析内容如下:
(1)f′(x)=
1
x
-
b+2
(x+1)2
=
1
x(x+1)2
(x2-bx+1)

∵x>1时,h(x)=
1
x(x+1)2
>0恒成立,
∴函数f(x)具有性质P(b);
(ii)当b≤2时,对于x>1,φ(x)=x2-bx+1≥x2-2x+1=(x-1)2>0
所以f′(x)>0,故此时f(x)在区间(1,+∞)上递增;
当b>2时,φ(x)图象开口向上,对称轴 x=
b
2
>1,
方程φ(x)=0的两根为:
b+
b2-4
2
b-
b2-4
2

b+
b2-4
2
>1
b-
b2-4
2
=
2
b+
b2-4
∈(0,1)
当 x∈(1,
b+
b2-4
2
)时,φ(x)<0,f′(x)<0,
故此时f(x)在区间 (1,
b+
b2-4
2
)上递减;
同理得:f(x)在区间[
b+
b2-4
2
,+∞)上递增.
综上所述,当b≤2时,f(x)在区间(1,+∞)上递增;
当b>2时,f(x)在 (1,,
b+
b2-4
2
)上递减;f(x)在[
b+
b2-4
2
,+∞)上递增.
(2)由题设知,函数g(x)得导数g′(x)=h(x)(x2-2x+1),其中h(x)>0对于任意得x∈(1,+∞)都成立
∴当x>1时,g′(x)=h(x)(x-1)2>0,从而g(x)在(1,+∞)上单调递增
①m∈(0,1),α=mx1+(1-m)x2>mx1+(1-m)x1=x1
α<mx2+(1-m)x2=x2
∴α∈(x1,x2)同理可得β∈(x1,x2
由g(x)得单调性可知,g(α),g(β)∈(g(x1),g(x2))
从而有|g(α)-g(β)|≥|g(x1)-g(x2)|符合题意
②m≤0时,α=mx1+(1-m)x2≥mx2+(1-m)x2=x2
β=(1-m)x1+mx2≤(1-m)x1+mx1=mx1
于是由α>1,β>1及g(x)得单调性可知g(β)≤g(x1)<g(x2)≤g(α)
∴|g(α)-g(β)|≥|g(x1)-g(x2)|与题设不符
③m≥1时,同理可得α≤x1,β≥x2,进而可得|g(α)-g(β)|≥|g(x1)-g(x2)|与题设不符
综合①②③可得m∈(0,1)
3、扩展分析:该试题重点查考的考点详细输入如下:

    经过对同学们试题原文答题和答案批改分析后,可以看出该题目“设f(x)是定义在区间(1,+∞)上的函数,其导函数为f‘(x).如果存在..”的主要目的是检查您对于考点“高中函数的单调性与导数的关系”相关知识的理解。有关该知识点的概要说明可查看:“高中函数的单调性与导数的关系”。


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