已知函数f(x)=x2-ax,g(x)=lnx.(1)若f(x)≥g(x)对于定义域内的任意x恒成立,求实数a的取值范
已知函数f(x)=x2-ax,g(x)=lnx.(1)若f(x)≥g(x)对于定义域内的任意x恒成立,求实数a的取值范围;(2)设h(x)=f(x)+g(x)有两个极值点...
已知函数f(x)=x2-ax,g(x)=lnx.(1)若f(x)≥g(x)对于定义域内的任意x恒成立,求实数a的取值范围;(2)设h(x)=f(x)+g(x)有两个极值点x1,x2,且x1∈(0,12),证明:h(x1)?h(x2)>34?ln2;(3)设r(x)=f(x)+g(1+ax2)对于任意的a∈(1,2),总存在x0∈[12,1],使不等式r(x)>k(1-a2)成立,求实数k的取值范围.
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(1)由题意:f(x)≥g(x)?x2-ax≥lnx,(x>0)
分离参数α可得:a≤x?
,(x>0)…(1分)
设Φ(x)=x?
,则Φ′(x)=1+
=
…(2分)
由于函数y=x2,y=lnx在区间(0,+∞)上都是增函数,所以
函数y=x2+lnx-1在区间(0,+∞)上也是增函数,显然x=1时,该函数值为0
所以当x∈(0,1)时,Φ′(x)<0,当x∈(1,+∞)时,Φ′(x)>0
所以函数Φ(x)在(0,1)上是减函数,在(1,+∞)上是增函数
所以Φ(x)min=Φ(1)=1,所以a≤Φ(x)min=1即a∈(-∞,1)…(4分)
(2)由题意知道:h(x)=x2-ax+lnx.则h′(x)=2x?a+
=
,(x>0)
所以方程2x2-ax+1=0,(x>0)有两个不相等的实数根x1,x2,且x1∈(0,
),
又因为x1x2=
,所以x2=
∈(1,+∞),且axi=2xi2+1,(i=1,2)…(6分)
而h(x1)-h(x2)=(x12?ax1+lnx1)?(x22?ax2+lnx2)
=[x12?(2x12+1)+lnx1]?[x22?(2x22+1)+lnx2]
=x22?x12+ln
=x22?(
)2+ln
═x22?
?ln2x22,(x2>1)
设μ(x)=x2?
?ln2x2,(x≥1),则μ′(x)=
≥0
所以μ(x)>μ(1)=
?ln2,即h(x1)?h(x2)>
?ln2…(8分)
(3)r(x)=f(x)+g(
)=x2?ax+ln
所以r′(x)=2x?a+
=
=
…(9分)
因为a∈(1,2),所以
=
?
≤
?
=
所以当x ∈(
,+∞)时,r(x)是增函数,所以当x0∈[
,1]时,
r(x0)max=r(1)=1?a+ln
,a∈(1,2)…(10分)
所以,要满足题意就需要满足下面的条件:1?a+ln
>k(1?a2),
若令φ(a)=1?a+ln
?k(1?a2),a∈(1,2),
即对任意a∈(1,2),φ(a)=1?a+ln
?k(1?a2)>0恒成立
因为φ′(a)=?1+
+2ka=
(a?
+1)…(11分)
分类讨论如下:
①若k=0,则φ′(a)=
,所以φ(a)在(1,2)递减,
此时φ(a)<φ(1)=0不符合题意
②若k<0,则φ′(a)=
(a?
+1),所以φ(a)在区间(1,2)递减,
此时φ(a)<φ(1)=0不符合题意.
③若k>0,则φ′(a)=
(a?
+1),那么当
?1>1时,假设t为2与
?1中较小的一个数,即t={2,
?1},
则φ(a)在区间(1,min{2,
分离参数α可得:a≤x?
lnx |
x |
设Φ(x)=x?
lnx |
x |
lnx?1 |
x2 |
x2+lnx?1 |
x2 |
由于函数y=x2,y=lnx在区间(0,+∞)上都是增函数,所以
函数y=x2+lnx-1在区间(0,+∞)上也是增函数,显然x=1时,该函数值为0
所以当x∈(0,1)时,Φ′(x)<0,当x∈(1,+∞)时,Φ′(x)>0
所以函数Φ(x)在(0,1)上是减函数,在(1,+∞)上是增函数
所以Φ(x)min=Φ(1)=1,所以a≤Φ(x)min=1即a∈(-∞,1)…(4分)
(2)由题意知道:h(x)=x2-ax+lnx.则h′(x)=2x?a+
1 |
x |
2x2?ax+1 |
x |
所以方程2x2-ax+1=0,(x>0)有两个不相等的实数根x1,x2,且x1∈(0,
1 |
2 |
又因为x1x2=
1 |
2 |
1 |
2x1 |
而h(x1)-h(x2)=(x12?ax1+lnx1)?(x22?ax2+lnx2)
=[x12?(2x12+1)+lnx1]?[x22?(2x22+1)+lnx2]
=x22?x12+ln
x1 |
x2 |
1 |
2x2 |
| ||
x2 |
1 |
4x22 |
设μ(x)=x2?
1 |
4x2 |
(2x2?1)2 |
2x3 |
所以μ(x)>μ(1)=
3 |
4 |
3 |
4 |
(3)r(x)=f(x)+g(
1+ax |
2 |
1+ax |
2 |
所以r′(x)=2x?a+
a |
ax+1 |
2ax2?a2x+2x |
ax+1 |
2ax(x?
| ||
ax+1 |
因为a∈(1,2),所以
a2?2 |
2a |
a |
2 |
1 |
a |
2 |
2 |
1 |
2 |
1 |
2 |
所以当x ∈(
1 |
2 |
1 |
2 |
r(x0)max=r(1)=1?a+ln
a+1 |
2 |
所以,要满足题意就需要满足下面的条件:1?a+ln
a+1 |
2 |
若令φ(a)=1?a+ln
a+1 |
2 |
即对任意a∈(1,2),φ(a)=1?a+ln
a+1 |
2 |
因为φ′(a)=?1+
1 |
a+1 |
2ka |
a+1 |
1 |
2k |
分类讨论如下:
①若k=0,则φ′(a)=
?a |
a+1 |
此时φ(a)<φ(1)=0不符合题意
②若k<0,则φ′(a)=
2ka |
a+1 |
1 |
2k |
此时φ(a)<φ(1)=0不符合题意.
③若k>0,则φ′(a)=
2ka |
a+1 |
1 |
2k |
1 |
2k |
1 |
2k |
1 |
2k |
则φ(a)在区间(1,min{2,