问题 解答题
已知定义在正实数集上的函数f(x)=
1
2
x2+2ex
,g(x)=3e2lnx+b(其中e为常数,e=2.71828…),若这两个函数的图象有公共点,且在该点处的切线相同.
(Ⅰ)求实数b的值;
(Ⅱ)当x∈[1,e]时,2(f(x)-2ex)+
a
6e2
(2g(x)+e2)≤(a+2)x
恒成立,求实数a的取值范围.
答案

(Ⅰ)求导数可得:f'(x)=x+2e,g′(x)=

3e2
x
…(2分)

设函数f(x)=

1
2
x2+2ex与g(x)=3e2lnx+b的图象有公共点为(x0,y0

由题意得 

1
2
x02+2ex0=3e2lnx0+b
x0+2e=
3e2
x0
x0>0
…(4分)

解得:b=-

e2
2
…(7分)

(Ⅱ)由(Ⅰ)知,g(x)=3e2lnx-

e2
2

所以2(f(x)-2ex)+

a
6e2
(2g(x)+e2)=x2+alnx,即a(x-lnx)≥x2-2x…(1)

当x∈[1,e]时,lnx≤1≤x,且等号不能同时成立,∴x-lnx>0

所以由(1)式可得a≥

x2-2x
x-lnx
在[1,e]上恒成立   …(9分)

F(x)=

x2-2x
x-lnx
,x∈[1,e],则F′(x)=
(x-1)(x+2-2lnx)
(x-lnx)2
…(11分)

显然有x-1≥0,又lnx≤1,∴x+2-2lnx>0

所以F'(x)≥0(仅当x=1时取等号),

∴F(x)在[1,e]上为增函数 …(12分)

F(x)max=F(e)=

e2-2e
e-1

所以实数a的取值范围是[

e2-2e
e-1
,+∞).…(14分)

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