问题
解答题
已知函数f(x)=x2-x,g(x)=lnx. (1)求证:f(x)≥g(x); (2)若f(x)≥ag(x)恒成立,求实数a的值; (3)设F(x)=f(x)+mg(x)(m∈R)有两个极值点x1、x2(x1<x2);求实数m的取值范围,并证明:F(x2)>-
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答案
(1)设G(x)=x2-x-lnx,
故G′(x)=
(x>0)…2'(2x+1)(x-1) x
∴G(x)在(0,1)上递减,在(1,+∞)上递增
∴G(x)≥G(1)=0
∴f(x)≥g(x)…2'
(2)令h(x)=f(x)-ag(x)
∵h(1)=0
所以h(x)≥0的必要条件是h'(0)=0,得a=1…3'
当a=1时,由(1)知h(x)≥0恒成立.
所以a=1…2'
(3)因为F(x)=f(x)+mg(x)=x2-x+mlnx,所以F′(x)=
(x>0),2x2-x+m x
F(x)有两个极值点x1、x2等价于
方程2x2-x+m=0在(0,+∞)上有两个不等的正根
∴
得 0<m<△>0 x1+x2>0 x1•x2>0
…2'1 8
由F'(x)=0得m=-2x22+x2,(0<x1<
<x2<1 4
)1 2
∴F(x2)=x22-x2+(x2-2x22)lnx2
设ϕ(x)=x2-x+(x-2x2)lnx , (
<x<1 4
),1 2
得ϕ'(x)=(1-4x)lnx>0,∴ϕ(x)>ϕ(
)=-1 4 3+4ln2 16
所以F(x2)>-
…4'3+4ln2 16