导密-7多项函数的拆分,以便算单调性

多项函数的拆分,以便算单调性

2016 年山东卷(理)20

题目

已知 $f(x)=a(x-\ln x)+\frac{2x-1}{x^2}$,其中$a \in \mathbb{R}$。
(1) 讨论 f(x) 的单调性。
(2) 当 a=1 时,证明:对于任意的 $x \in [1,2]$,有$f(x) > f'(x) + \frac{3}{2}$。

前情提要

(2)转化为$g(x)=f(x)-f'(x)=-lnx +x +\frac{3}{x}+\frac{1}{x^2}-\frac{2}{x^3}-1,x \in[1,2] 的最小值> \frac{3}{2}$

要点

$$g(x) > sth\Rightarrow lnx<sth$$
我们知道$x>1, lnx<\frac{1}{2}(x-\frac{1}{x})<x-1$
所以,在直接对g(x)求导得到5次方程不容易因式分解时:
分为两组,lnx的近似为一组,因为lnx-x+1可以消去一次,变为2次方程,因此优先尝试。分组后根据单调性求最值的上界,即:$$g(x)=f(x)-f'(x)=【-lnx +x -1】+【\frac{3}{x}+\frac{1}{x^2}-\frac{2}{x^3}】$$

注意

如果精度不够,尝试用 $lnx<\frac{1}{2}(x-\frac{1}{x})$

总结

1、优先尝试直接求导,因式分解
2、尝试用 $lnx<x-1$
3、尝试用 $lnx<\frac{1}{2}(x-\frac{1}{x})$

$$\boxed{{\tiny \circ{方程与函数}\bullet{分类讨论}\circ{数形结合}\bullet{转化与化归} }}$$

发表新评论