问题
解答题
已知函数f(x)=2x2,g(x)=alnx(a>0). (1)若直线l交f(x)的图象C于A,B两点,与l平行的另一条直线l1切图象于M,求证:A,M,B三点的横坐标成等差数列; (2)若不等式f(x)≥g(x)恒成立,求a的取值范围; (3)求证:
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答案
(1)证明:设切点M的横坐标为x0,A,B点的横坐标分别为x1,x2,
因为f′(x)=4x,所以kl=kl1=4x0;
令AB方程为y=4x0x+b,则由
消去y得2x2-4x0x-b=0,y=2x2 y=4x0x+b
当△=16
+8b>0时,x1+x2=2x0,所以A,M,B三点的横坐标成等差数列.…(4分)x 20
(2)令F(x)=f(x)-g(x)=2x2-alnx,F′(x)=4x-
,a x
令F'(x)=0,得x=
,所以f(x)的减区间为(0,a 2
),增区间为(2 2
,+∞),a 2
∴F(x)极小值=F(x)min=
-alna 2
,a 2
不等式f(x)≥g(x)恒成立,等价于
-alna 2
≥0,a 2
∴a≤4e且a>0,即a∈(0,4e].…(10分)
(3)证明:由(2)得2x2≥4elnx,即
≤4lnx x4
,所以2 ex2
+ln24 24
+…+ln34 34
≤lnn4 n4
(2 e
+1 22
+…+1 32
)<1 n2
(2 e
+1 1×2
+…+1 2×3
)<1 n(n-1)
…2 e
即
+ln24 24
+…+ln34 34
<lnn4 n4
(14分)2 e