(1)当
时,求f(x)在区间[1,e]上的最大值和最小值;(2)如果函数g(x),f1(x),f2(x),在公共定义域D上,满足f1(x)<g(x)<f2(x),那么就称为g(x)为f1(x),f2(x)的“活动函数”.
已知函数
,
.①若在区间(1,+∞)上,函数f(x)是f1(x),f2(x)的“活动函数”,求a的取值范围;
②当
时,求证:在区间(1,+∞)上,函数f1(x),f2(x)的“活动函数”有无穷多个.在线课程解:(1)当
时,
,
;对于x∈[1,e],有f'(x)>0,∴f(x)在区间[1,e]上为增函数,
∴
,
.(2)①在区间(1,+∞)上,函数f(x)是f1(x),f2(x)的“活动函数”,则f1(x)<f(x)<f2(x)
令
<0,对x∈(1,+∞)恒成立,且h(x)=f1(x)-f(x)=
<0对x∈(1,+∞)恒成立,∵

1)若
,令p′(x)=0,得极值点x1=1,
,当x2>x1=1,即
时,在(x2,+∞)上有p′(x)>0,此时p(x)在区间(x2,+∞)上是增函数,并且在该区间上有p(x)∈(p(x2),+∞),不合题意;
当x2<x1=1,即a≥1时,同理可知,p(x)在区间(1,+∞)上,有p(x)∈(p(1),+∞),也不合题意;
2)若
,则有2a-1≤0,此时在区间(1,+∞)上恒有p′(x)<0,从而p(x)在区间(1,+∞)上是减函数;
要使p(x)<0在此区间上恒成立,只须满足

,所以
≤a≤
.又因为h′(x)=-x+2a-
=
<0,h(x)在(1,+∞)上为减函数,h(x)<h(1)=
+2a≤0,所以a≤
综合可知a的范围是[
,
].②当
时,
则y=f2(x)-f1(x)=
x2-
lnx,x∈(1,+∞).因为y′=
>0,y=f2(x)-f1(x)在(1,+∞)为增函数,所以f2(x)-f1(x)>f2(1)-f1(1)=
.设R(x)=f1(x)+
(0<λ<1),则f1(x)<R(x)<f2(x),所以在区间(1,+∞)上,函数f1(x),f2(x)的“活动函数”有无穷多个.
分析:(1)由题意得
,
>0,∴f(x)在区间[1,e]上为增函数,即可求出函数的最值.(2)①由题意得:令
<0,对x∈(1,+∞)恒成立,且h(x)=f1(x)-f(x)=
<0对x∈(1,+∞)恒成立,
分类讨论当
或
时两种情况求函数的最大值,可得到a的范围.又因为h′(x)=-x+2a-
=
<0,h(x)在(1,+∞)上为减函数,可得到a的另一个范围,综合可得a的范围.②设y=f2(x)-f1(x)=
x2-
lnx,x∈(1,+∞).因为y′=
>0,y=f2(x)-f1(x)在(1,+∞)为增函数,所以f2(x)-f1(x)>f2(1)-f1(1)=
.设R(x)=f1(x)+
(0<λ<1),则f1(x)<R(x)<f2(x).点评:本题考查的知识点是利用导数求函数的最值,利用最值解决恒成立问题,二对于新定义题型关键是弄清新概念与旧知识点之间的联系即可,结合着我们已学的知识解决问题,这是高考考查的热点之一.