(12分)已知函数 f(x)=-x^ 2 +a x+1-l…——2010 高考数学第 21 题答案解析

2010_旧全国 II 卷 (2010·文)

2010 全国 第 21 题 解答题 区分题
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21.(12分)已知函数 $f(x)=-x^{2}+a x+1-\ln x$ .
(I)当 $\mathrm{a}=3$ 时,求函数 $\mathrm{f}(\mathrm{x})$ 的单调递增区间;

(II)若 $f(x)$ 在区间 $\left(0, \frac{1}{2}\right)$ 上是减函数,求实数 $a$ 的取值范围.

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【考点】3D:函数的单调性及单调区间;3E:函数单调性的性质与判断.
【专题】16:压轴题.
【分析】①求单调区间,先求导,令导函数大于等于 0 即可.
②已知 $f(x)$ 在区间 $\left(0, \frac{1}{2}\right)$ 上是减函数,即 $f^{\prime}(x) \leq 0$ 在区间 $\left(0, \frac{1}{2}\right)$ 上恒成立,然后用分离参数求最值即可.
【解答】解:( I )当 $a=3$ 时,$f(x)=-x^{2}+3 x+1-\ln x$
$\therefore f^{\prime}(x)=-2 x+3-\frac{1}{x}=\frac{-\left(2 x^{2}-3 x+1\right)}{x}$
解 $f^{\prime}(x)>0$ ,

即: $2 x^{2}-3 x+1<0$
函数 $f(x)$ 的单调递增区间是 $\left(\frac{1}{2}, 1\right)$ .
(II)$f^{\prime}(x)=-2 x+a-\frac{1}{x}$ ,
$\because f(x)$ 在 $\left(0, \frac{1}{2}\right)$ 上为减函数,
$\therefore x \in\left(0, \frac{1}{2}\right)$ 时 $-2 x+a-\frac{1}{x} \leq 0$ 恒成立.
即 $a \leq 2 x+\frac{1}{x}$ 恒成立。
设 $g(x)=2 x+\frac{1}{x}$ ,则 $g^{\prime}(x)=2 \frac{1}{x^{2}}$
$\because x \in\left(0, \frac{1}{2}\right)$ 时,$\frac{1}{x^{2}}>4$ ,
$\therefore g^{\prime}(x)<0$ ,
$\therefore g(x)$ 在 $\left(0, \frac{1}{2}\right)$ 上递减,
$\therefore g(x)>g\left(\frac{1}{2}\right)=3$ ,
$\therefore a \leq 3$ .
【点评】本题考查函数单调性的判断和已知函数单调性求参数的范围,此类问题一般用导数解决,综合性较强.

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