;(a∈R).(1)当a=0时,求f(x)的极值.(2)当a≠0时,求f(x)的单调区间.(3)当a=2时,对于任意正整数n,在区间
上总存在m+4个数a1,a2,a3,…,am,am+1,am+2,am+3,am+4,使得f(a1)+f(a2)+…+f(am)<f(am+1)+f(am+2)+f(am+3)+f(am+4)成立,试问:正整数m是否有最大值?若有求其最大值;否则,说明理由.在线课程解:(1)依题意,知f(x)的定义域为(0,+∞).当a=0时,
,
.令f'(x)=0,解得
.当
时,f'(x)<0;当
时,f'(x)>0.又
,所以f(x)的极小值为2-2ln2,无极大值.(2)
=
.令f'(x)=0,解得
.若a>0,令f'(x)<0,得
;令f'(x)>0,得
.若a<0,
①当a<-2时,
,令f'(x)<0,得
或
;令f'(x)>0,得
.②当a=-2时,
.③当-2<a<0时,得
,令f'(x)<0,得
或
;令f'(x)>0,得
.综上所述,当a>0时,f(x)的递减区间为
,递增区间为
.当a<-2时,f(x)的递减区间为
;递增区间为
.当a=-2时,f(x)递减区间为(0,+∞).
当-2<a<0时,f(x)的递减区间为
,递增区间为
.(3)当a=2时,
,由
,知
时,f'(x)≥0.
,
.依题意得:
对一切正整数成立.令
,则k≥8(当且仅当n=1时取等号).又f(k)在区间
单调递增,得
,故
,又m为正整数,得m≤32,当m=32时,存在
,am+1=am+2=am+3=am+4=8,对所有n满足条件.所以,正整数m的最大值为32.分析:(1)先求导函数为0的根,在看根左右两侧的符号,若左正右负,原函数取极大值;若左负右正,原函数取极小值.
(2)先求导函数,再求导函数为0的根,利用导函数大于0的区间为原函数的增区间,导函数小于0的区间为原函数的减区间来求单调区间即可.
(3)先判断出原函数在区间
上的单调性,再利用单调性把f(a1)+f(a2)+…+f(am)<f(am+1)+f(am+2)+f(am+3)+f(am+4)成立转化为
对一切正整数成立即可求出正整数m是否有最大值.点评:题考查利用导函数来研究函数的极值.在利用导函数来研究函数的极值时,分三步①求导函数,②求导函数为0的根,③判断根左右两侧的符号,若左正右负,原函数取极大值;若左负右正,原函数取极小值.