Question

【題目】已知函數(shù).

（1）求的單調(diào)區(qū)間；

（2）對(duì)任意的， ，恒有，求正實(shí)數(shù)的取值范圍.

Answer 1

【答案】（1）見解析（2）.

【解析】試題分析：（1）先確定函數(shù)的定義域然后求導(dǎo)數(shù)fˊ（x），再對(duì)字母a分類討論，在函數(shù)的定義域內(nèi)解不等式fˊ（x）>0和fˊ（x）<0，求出單調(diào)區(qū)間．
（2）根據(jù)第一問的單調(diào)性，知f（x）在[1，2]上為減函數(shù)．若x1=x2，則原不等式恒成立；若x1≠x2，不妨設(shè)1≤x1<x2≤2，則f（x1）>f（x2），，所以原不等式進(jìn)行化簡(jiǎn)整理得對(duì)任意的恒成立，令,轉(zhuǎn)化成研究g（x）在[1，2]的單調(diào)性，再利用導(dǎo)數(shù)即可求出正實(shí)數(shù)λ的取值范圍．

試題解析：

（1）=，

令f'（x）=0，則x1=2a+1，x2=1．

①當(dāng)a=0時(shí)，，所以f（x）增區(qū)間是（0，+∞）；

②當(dāng)a＞0時(shí)，2a+1＞1，

所以f（x）增區(qū)間是（0，1）與（2a+1，+∞），減區(qū)間是（1，2a+1）；

③當(dāng)時(shí)，0＜2a+1＜1，

所以f（x）增區(qū)間是（0，2a+1）與（1，+∞），減區(qū)間是（2a+1，1）；

④當(dāng)時(shí)，2a+1≤0，

所以f（x）增區(qū)間是（1，+∞），減區(qū)間是（0，1）．

（2）因?yàn)?/span>，所以（2a+1）∈[4，6]，

由（1）知f（x）在[1，2]上為減函數(shù)．

若x1=x2，則原不等式恒成立，∴λ∈（0，+∞）．

若x1≠x2，不妨設(shè)1≤x1＜x2≤2，則f（x1）＞f（x2），，

所以原不等式即為：，

即對(duì)任意的，x1，x2∈[1，2]恒成立．

令，

所以對(duì)任意的，x1，x2∈[1，2]有g(shù)（x1）＜g（x2）恒成立，

所以在閉區(qū)間[1，2]上為增函數(shù)．

所以g'（x）≥0對(duì)任意的，x∈[1，2]恒成立．

而，g'（x）=x﹣（2a+2），化簡(jiǎn)即x3﹣（2a+2）x2+（2a+1）x+λ≥0，

即（2x﹣2x2）a+x3﹣2x2+x+λ≥0，其中．

∵x∈[1，2]，∴2x﹣2x2≤0，∴只需．

即x3﹣7x2+6x+λ≥0對(duì)任意x∈[1，2]恒成立．

令h（x）=x3﹣7x2+6x+λ，x∈[1，2]，h'（x）=3x2﹣14x+6＜0恒成立．

∴h（x）=x3﹣7x2+6x+λ在閉區(qū)間[1，2]上為減函數(shù)，則hmin（x）=h（2）=λ﹣8，

∴hmin（x）=h（2）=λ﹣8≥0，解得λ≥8．

故正實(shí)數(shù)λ的取值范圍[8，+∞）