已知实数a满足0<a≤2,a≠1,设函数f (x)=
(1)当a=2时,求f (x)的极小值; (2)若函数g(x)=x3+bx2-(2b+4)x+ln x (b∈R)的极小值点与f (x)的极小值点相同. 求证:g(x)的极大值小于等于
|
(Ⅰ)当a=2时,f′(x)=x2-3x+2=(x-1)(x-2).
列表如下:
x | (-∞,1) | 1 | (1,2) | 2 | (2,+∞) |
f′(x) | + | 0 | - | 0 | + |
f(x) | 单调递增 | 极大值 | 单调递减 | 极小值 | 单调递增 |
2 |
3 |
.(5分)
(Ⅱ)f′(x)=x2-(a+1)x+a=(x-1)(x-a).
g′(x)=3x2+2bx-(2b+4)+
=1 x
.(x-1)[3x2+(2b+3)x-1] x
令p(x)=3x2+(2b+3)x-1,
(1)当1<a≤2时,
f(x)的极小值点x=a,则g(x)的极小值点也为x=a,
所以p(a)=0,
即3a2+(2b+3)a-1=0,
即b=
,1-3a2-3a 2a
此时g(x)极大值=g(1)=1+b-(2b+4)=-3-b
=-3+
=3a2+3a-1 2a
a-3 2
-1 2a
.3 2
由于1<a≤2,
故
a-3 2
-1 2a
≤3 2
x2-3 2
-1 4
=3 2
.(10分)5 4
(2)当0<a<1时,
f(x)的极小值点x=1,则g(x)的极小值点为x=1,
由于p(x)=0有一正一负两实根,不妨设x2<0<x1,
所以0<x1<1,
即p(1)=3+2b+3-1>0,
故b>-
.5 2
此时g(x)的极大值点x=x1,
有g(x1)=x13+bx12-(2b+4)x1+lnx1
<1+bx12-(2b+4)x1
=(x12-2x1)b-4x1+1 (x12-2x1<0)
<-
(x12-2x1)-4x1+15 2
=-
x12+x1+15 2
=-
(x1-5 2
)2+1+1 5
(0<x1<1)1 10
≤
,<11 10
.5 4
综上所述,g(x)的极大值小于等于
.(14分)5 4