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已知函數f(x)=
1
2
x2+lnx

(Ⅰ)求函數f(x)在區間[1,e]上的最大值、最小值;
(Ⅱ)求證:在區間(1,+∞)上函數f(x)的圖象在函數g(x)=
2
3
x3
圖象的下方;
(Ⅲ)請你構造函數h(x),使函數F(x)=f(x)+h(x)在定義域(0,+∞)上,存在兩個極值點,并證明你的結論.
分析:(1)對函數f(x)進行求導,然后根據導函數的正負判斷原函數的單調性,進而可求最值.
(2)先求出函數G(x)的解析式,然后求導進而判斷函數的單調性,最后求出函數在(1,+∞)上的最小值大于0進而可得證.
(3)假設h(x)=-
5
2
x,然后表示出函數F(x)的解析式后進行求導運算,令導函數等于0求出x的值,最后再用函數的單調性可證明有兩個極值點.
解答:解:(Ⅰ)f′(x)=x+
1
x

∵x>0,∴f′(x)>0,
∴f(x)在(0,+∞)上是單調遞增函數,
∴f(x)在區間[1,e]上的最大值為f(e)=
1
2
e2+1

最小值為f(1)=
1
2

(Ⅱ)證明:設G(x)=g(x)-f(x),
則G(x)=
2
3
x3-
1
2
x2-lnx

G′(x)=2x2-x-
1
x
=
2x3-x2-1
x
=
x2(x-1)+x3-1
x

當x∈(1,+∞)時,顯然有G′(x)>0,
∴G(x)在區間(1,+∞)上是單調增函數,
∴G(x)>G(1)=
1
6
>0在(1,+∞)上恒成立,
即g(x)>f(x)在(1,+∞)上恒成立,
∴在區間(1,+∞)上函數f(x)的圖象在函數g(x)=
2
3
x3
圖象的下方.
(Ⅲ)令h(x)=-
5
2
x,則F(x)=
1
2
x2+lnx
-
5
2
x(x>0),
F′(x)=x+
1
x
-
5
2
=
2x2-5x+2
2x

令F′(x)=0,得x=
1
2
,或x=2,令F′(x)>0得,
0<x<
1
2
,或x>2,令F′(x)<0得,
1
2
<x<2
∴當h(x)=-
5
2
x時,函數F(x)=f(x)+h(x)在定義域(0,+∞)上,
存在兩個極值點x1=
1
2
,x2=2.
點評:本題主要考查函數的零點、求導運算、根據導函數的正負判斷函數的單調性.導數時高等數學下放到高中的內容,是高考的熱點每年必考,要給予重視.
練習冊系列答案
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科目:高中數學 來源: 題型:

已知函數f(x)=
1
|x|
,g(x)=1+
x+|x|
2
,若f(x)>g(x),則實數x的取值范圍是(  )
A、(-∞,-1)∪(0,1)
B、(-∞,-1)∪(0,
-1+
5
2
)
C、(-1,0)∪(
-1+
5
2
,+∞)
D、(-1,0)∪(0,
-1+
5
2
)

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科目:高中數學 來源: 題型:

已知函數f(x)=
1,x∈Q
0,x∉Q
,則f[f(π)]=(  )

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科目:高中數學 來源: 題型:

已知函數f(x)=
1-x
ax
+lnx(a>0)

(1)若函數f(x)在[1,+∞)上為增函數,求實數a的取值范圍;
(2)當a=1時,求f(x)在[
1
2
,2
]上的最大值和最小值;
(3)當a=1時,求證對任意大于1的正整數n,lnn>
1
2
+
1
3
+
1
4
+
+
1
n
恒成立.

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科目:高中數學 來源: 題型:

已知函數f(x)=1+cos2x-2sin2(x-
π
6
),其中x∈R,則下列結論中正確的是(  )

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科目:高中數學 來源: 題型:

已知函數f(x)=1+logax(a>0,a≠1),滿足f(9)=3,則f-1(log92)的值是(  )

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同步練習冊答案
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