问题 解答题
已知函数f(x)=
1
2
x2+ax-(a+1)lnx
(a<-1).
(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.
答案

(1)∵函数f(x)=

1
2
x2+ax-(a+1)lnx(a<-1)

∴f(x)的定义域为(0,+∞)且f′(x)=x+a-

a+1
x
=
x2+ax-(a+1)
x
,(1分)

∵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)=

1
2
x2-3x+2lnx-4lnx+2x-ln(b2-2b)=
1
2
x2-x-2lnx
-ln(b2-2b)(x>0),

∴F′(x)=x-1-

2
x
=
x2-x-2
x
=
(x-2)(x+1)
x
.                                (8分)

∴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

1
4
(11分)

b2-2b>0
b2-2b<
1
4
b>2或b<0
2-
5
2
<b<
2+
5
2
2-
5
2
<b<0或2<b<
2+
5
2
(13分).

单项选择题
单项选择题