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已知函数f(x)=x2-ax,g(x)=lnx

来源:学生作业帮 编辑:拍题作业网作业帮 分类:综合作业 时间:2024/05/01 22:25:06
已知函数f(x)=x2-ax,g(x)=lnx
(1)若f(x)≥g(x)对于定义域内的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,
1
2
(1)∵f(x)=x2-ax,g(x)=lnx,f(x)≥g(x),
∴a≤x-
lnx
x,(x>0).(1分)
设∅(x)=x-
lnx
x,∅′(x)=
x2+lnx−1
x2,(2分)
当x∈(0,1)时,∅′(x)<0,当x∈(1,+∞)时,∅′(x)>0,
∴∅(x)≥∅(1)=1,∴a∈(-∞,1].(4分)
(2)h(x)=x2-ax+lnx,
∴h′(x)=
2x2−ax+1
x,(x>0)(5分)
∴x1x2=
1
2,
∵x1∈(0,
1
2),∴x2∈(1,+∞),且ax1=2x12+1,(i=1,2),(6分)
∴h(x1)-h(x2)=(x12−ax1+lnx1)-(x22−ax2+lnx2)
=(-x12−1+lnx1)-(-x22−1+lnx2)
=x22−x12+ln
x1
x2
=x22−
1
4x22−ln2x22,(x2>1).(8分)
设u(x)=x2-
1
4x2-ln2x2,x≥1,
则u′(x)=
(2x2−1)2
2x3≥0,∴u(x)>u(1)=
3
4−ln2.
即h(x1)−h(x2)>
3
4−ln2.(10分)
(3)∵r(x)=f(x)+g(
1+ax
2),
∴r′(x)=
a
1+ax+2x−a=
2ax(x−
a2−2
2a)
1+ax,

a2−2
2a=
a
2−
1
a≤
2
2−
1
2=
1
2,
∴r(x)在[
1
2,+∞)上为增函数,∴r(x0max=r(1)=1-a+ln
1+a
2 ,
所以1-a+ln
1+a
2 >k(1-a2),(12分)
设∅(a)=1-a+ln
1+a
2 +k(a2-1),a∈(1,2),∅(1)=0,
有∅(a)>0在a∈(1,2)恒成立,
∵∅′(x)=
a
1+a(2ka-1+2k).
①k=0时,∵∅′(x)=
−a
1+a,∴∅(a)在a∈(1,2)递减,
此时∅(a)<∅(1)=0不符合;(13分)
②k<0时,∵∅′(x)=
2ka
1+a(a−
1
2k+1),∅(a)在a∈(1,2)递减,
此时∅(a)<∅(1)=0不符合;(14分)
③k>0时,∵∅′(a)=
2ka
1+a(a−
1
2k+1),

1
2k−1≤1,则∅(a)在区间(1,2)上递增,此时∅(a)>0成立,符合

1
2k−1≥1,则∅(a)在区间(1,min{2,
1
2k−1})上递减,此时∅(a)<∅(1)=0不符合;(15分)
综上得

k>0

1
2k−1≤1,解得k≥
1
4,即实数k的取值范围为[
1
4,+∞).(16分)