问题 解答题

已知函数f(x)=1nx-x.

(I)若不等式 xf(x)≥-2x2+ax-12对一切x∈(0,+∞)恒成立,求实数a的取值范围

(Ⅱ)若关于x的方程 f(x)-x3+2ex2-bx=0恰有一解(e为自然对数的底数),求实数b的值.

答案

(I)由题意得xlnx-x2≥-2x2+ax-12对一切x∈(0,+∞)恒成立,即a≤lnx+x+

12
x
对一切x∈(0,+∞)恒成立,

设g(x)=lnx+x+

12
x
,x>0,则g′(x)=
(x+4)(x-3)
x2

当0<x<3时,g′(x)<0,g(x)在(0,3)上单调递减,当x>3时,g′(x)>0,g(x)在(3,+∞)上单调递增,

所以g(x)min=g(3)=7+ln3,

所以a∈(-∞,7+ln3];

(Ⅱ)由题意得,lnx-x-x3+2ex2-bx=0在(0,+∞)上有唯一解,即

lnx
x
=x2-2ex+(b+1)在(0,+∞)上有唯一解,

设h(x)=

lnx
x
,x>0,则h′(x)=
1-lnx
x2

令h′(x)>0,则0<x<e;令h′(x)<0,则x>e,

所以h(x)max=h(e)=

1
e

设k(x)=x2-2ex+(b+1),则k(x)在(0,e)上单调递减,在(e,+∞)上单调递增,

所以k(x)min=k(e)=b+1-e2

所以当且仅当b+1-e2=

1
e
时,方程
lnx
x
=x2-2ex+(b+1)在(0,+∞)上有唯一解,

所以b=e2+

1
e
-1.

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