【分析】(1)表示出向量AM,根据P、M、Q三点共线,得到关于x,y的等式,解出y即f(x)的解析式; (2)分别根据f(x),g(x)的单调性,求出f(x),g(x)的值域,结合集合的包含关系得到关于a的不等式组,解出即可. 【解答】解:(1)∵过点M的直线分别交两边AB、AC于P、Q, ∴0<x≤1,0<y≤1…(1分), 又∵
=x
,
=y
,
∴==(+)=+…(2分),
又∵P、M、Q三点共线, ∴
+
=1,
∴y=f(x)=…(3分),
由得,
∴≤x≤1…(4分),
∴y=f(x)=,x∈[,1]…(5分);
(2)∵f(x)==+在[,1]内是减函数,
∴[f(x)]min=f(1)=,[f(x)]max=f()=1, 即函数f(x)的值域为[,1]…(7分),
2
2
∵g'(x)=3x+3a≥0, ∴g(x)在[0,1]内是增函数,
2
∴[g(x)]min=g(0)=2a,[g(x)]max=g(1)=3a+2a+1,
2
∴g(x)的值域为[2a,3a+2a+1]…(9分),
由题设得[,1]?[2a,3a+2a+1],
2
则…(11分)
解得a的取值范围是(﹣∞,﹣]∪[0,]…(12分).
【点评】本题考查了向量共线问题,考查求函数的解析式,函数的单调性、最值问题,考查导数的应用,是一道中档题. 22.函数f(x)=alnx+1(a>0). (Ⅰ) 当x>0时,求证:
;
*
(Ⅱ) 在区间(1,e)上f(x)>x恒成立,求实数a的范围.
(Ⅲ) 当时,求证:)(n∈N).
【分析】(I)通过构造函数,利用导数研究函数的单调性、极值即可证明;
(II)由f(x)>x得alnx+1>x,即函数的单调性、极值及最大值即可; (III)由第一问得知
,则
,令
,利用导数研究
,然后利用“累加求和”即可证明.
【解答】( I)证明:设
令,则x=1,即φ(x)在x=1处取到最小值,
则φ(x)≥φ(1)=0,即原结论成立. ( II)解:由f(x)>x得alnx+1>x
即,
令,
令,,
则h(x)单调递增,所以h(x)>h(1)=0
∵h(x)>0,∴g'(x)>0,即g(x)单调递增,则g(x)的最大值为g(e)=e﹣1 所以a的取值范围为[e﹣1,+∞). ( III)证明:由第一问得知则== =2n﹣=2n﹣2(
)=
.
,则
【点评】本题综合考查了利用导数研究函数的单调性、极值及最大值,及恰当构造函数法,“累加求和”等方法.