问题
解答题
设f(x)=px-
(Ⅰ)若f(x)在其定义域内为单调递增函数,求实数p的取值范围; (Ⅱ)设g(x)=
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答案
(I)由 f(x)=px-
-2lnx,p x
得f′(x)=p+
-p x2
=2 x
.…(3分)px2-2x+p x2
要使f(x)在其定义域(0,+∞)内为单调增函数,只需f′(x)≥0,
即px2-2x+p≥0在(0,+∞)内恒成立,…(5分)
从而P≥1.…(7分)
(II)解法1:g(x)=
在[1,e]上是减函数,2e x
所以[g(x)]min=g(e)=2,[g(x)]max=g(1)=2e,即g(x)∈[2,2e].
当0<p<1时,由x∈[1,e],得x-
≥ 0,1 x
故f(x)=p(x-
)-2lnx<x-1 x
-2lnx<2,不合题意.…(10分)1 x
当P≥1时,由(I)知f(x)在[1,e]连续递增,f(1)=0<2,又g(x)在[1,e]上是减函数,
∴原命题等价于[f(x)]max>[g(x)]min=2,x∈[1,e],…(12分)
由[f(x) ]max=f(e)=p(e-
) -2lne>2,解得p>1 e
,4e e2-1
综上,p的取值范围是(
,+∞).…(15分)4e e2-1
解法2:原命题等价于f(x)-g(x)>0在[1,e)上有解,
设F(x)=f(x)-g(x)=px-
-2lnx-p x
,2e x
∵F′(x)=p+
- p x2
+2 x 2e x2
=
>0,px2+p+2(e-x) x2
∴F(x)是增函数,…(10分)
∴[F(x)]max=F(e)>0,解得p>
,4e e2-1
∴p的取值范围是(
,+∞).…(15分)4e e2-1