问题 解答题
设函数f(x)=alnx,g(x)=
1
2
x2
(1)记g′(x)为g(x)的导函数,若不等式f(x)+2g′(x)≤(a+3)x-g(x)在x∈[1,e]上有解,求实数a的取值范围;
(2)若a=1,对任意的x1>x2>0,不等式m[g(x1)-g(x2)]>x1f(x1)-x2f(x2)恒成立.求m(m∈Z,m≤1)的值.
答案

(1)不等式f(x)+2g′(x)≤(a+3)x-g(x),即为alnx+2x≤(a+3)x-

1
2
x2,化简得:a(x-lnx)
1
2
x2-x

由x∈[1,e]知x-lnx>0,因而a

1
2
x2-x
x-lnx
,设y=
1
2
x2-x
x-lnx

由y′=

(x-1)(x-lnx)-(1-
1
x
)(
1
2
x2-x)
(x-lnx)2
=
(x-1)(
1
2
x+1-lnx)
(x-lnx)2

∵当x∈(1,e)时,x-1>0,

1
2
x+1-lnx>0,

∴y′>0在x∈[1,e]时成立,则y=

1
2
x2-x
x-lnx
递增,ymin=-
1
2

由不等式有解,可得知aymin=-

1
2
,即实数a的取值范围是[-
1
2
,+∞).

(2)当a=1,f(x)=lnx.

由m[g(x1)-g(x2)]>x1f(x1)-x2f(x2)恒成立,得

mg(x1)-x1f(x1)>mg(x2)-x2f(x2)恒成立,

设t(x)=

m
2
x2-xlnx(x>0).

由题意知x1>x2>0,故当x∈(0,+∞)时函数t(x)单调递增,

∴t′(x)=mx-lnx-1≥0恒成立,即m

lnx+1
x
恒成立,

因此,记y=

lnx+1
x
,得y′=
-lnx
x2

∵函数在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减,

∴函数h(x)在x=1时取得极大值,并且这个极大值就是函数h(x)的最大值.

由此可得h(x)max=h(1)=1,故m≥1,结合已知条件m∈Z,m≤1,可得m=1..

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