问题 解答题
已知函数f(x)=ln(2+3x)-
3
2
ax2
,在x=
1
3
时取得极值,若关于x的方程f(x)=-2x+b在[0,1]上恰有两个不同的实根,求实数b的取值范围.
答案

f′(x)=

3
2+3x
-3ax,由f′(
1
3
)=0
,得a=1

f(x)=ln(2+3x)-

3
2
x2(3分)

由f(x)=-2x+b知ln(2+3x)-

3
2
x2+2x-b=0,(4分)

ϕ(x)=ln(2+3x)-

3
2
x2+2x-b,则ϕ′(x)=
3
2+3x
-3x+2=
7-9x2
2+3x

x∈[0,

7
3
]时,ϕ'(x)>0,于是ϕ(x)在[0,
7
3
]
上递增;当x∈[
7
3
,1]
时,ϕ'(x)<0,于是ϕ(x)在[
7
3
,1]
上递减,而ϕ(
7
3
)>ϕ(0)
ϕ(
7
3
)>ϕ(1)
(8分)

∴f(x)=-2x+b即ϕ(x)=0在[0,1]上恰有两个不同实根等价于

ϕ(0)=ln2-b≤0
ϕ(
7
3
)=ln(2+
7
)-
7
6
+
2
7
3
-b>0
ϕ(1)=ln5+
1
2
-b≤0
,(10分)

解得ln5+

1
2
≤b<ln(2+
7
)-
7
6
+
2
7
3
(12分)

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