已知函数f(x)=
(1)若函数f(x)在x=2处的切线与x轴平行,求a的值,并求出函数的极值; (2)已知函数g(x)=4lnx-2x+ln(b2-2b),在(1)的条件下,若f(x)>g(x)恒成立,求b的取值范围. |
(1)∵函数f(x)=
x2+ax-(a+1)lnx(a<-1)1 2
∴f(x)的定义域为(0,+∞)且f′(x)=x+a-
=a+1 x
,(1分)x2+ax-(a+1) x
∵f(x)在x=2处的切线与x轴平行
∴f'(2)=0
∴a=-3,(3分)此时f'(x)=(x-1)(x-2) x
∴当x∈(0,1)时f′(x)>0,x∈(1,2)时f′(x)<0,x∈(2,+∞)时f′(x)>0
∴f(x)在(0,1)上单调递增,在(1,2)上单调递减,在(2,+∞)上单调递增
∴当x=1时,f(x)有极大值f(1)=-5 2
当x=2时,f(x)有极小值f(2)=-4+2ln2.(6分)
(2)令F(x)=f(x)-g(x)
则F(x)的定义域为(0,+∞),F(x)=
x2-3x+2lnx-4lnx+2x-ln(b2-2b)=1 2
x2-x-2lnx-ln(b2-2b)(x>0),1 2
∴F′(x)=x-1-
=2 x
=x2-x-2 x
. (8分)(x-2)(x+1) x
∴当0<x<2时,F′(x)<0,所以F(x)在(0,2)上单调递减;
当x>2时,F′(x)>0,所以F(x)在(2,+∞)上单调递增.
∴当x=2时,F(x)min=2-2-2ln2-ln(b2-2b)=-2ln2-ln(b2-2b),
∴要使在(1)的条件下,若f(x)>g(x)恒成立只需要F(x)min=-2ln2-ln(b2-2b)>0
即ln(b2-2b)<-2ln2=ln
(11分)1 4
∴
⇒b2-2b>0 b2-2b< 1 4
⇒b>2或b<0
<b<2- 5 2 2+ 5 2
<b<0或2<b<2- 5 2
(13分).2+ 5 2