已知函数f(x)=x3-3ax(a∈R),g(x)=lnx.
(1)当a=1时,求y=g(x)-f(x)在x=1处的切线方程;
(2)若在区间[1,2]上f(x)的图象恒在g(x)图象的上方,求a的取值范围;
(3)设h(x)=|f(x)|,x∈[-1,1],求h(x)的最大值F(a)的解析式.
(1)当a=1时,y=g(x)-f(x)=lnx-x3+3x,
当x=1时,y=ln1-13+3×1=2.
y′=-3x2+3,y′|x=1=1.
所以切线方程为y-2=x-1,即x-y+1=0;
(2)∵在区间[1,2]上f(x)的图象恒在g(x)图象的上方,
∴x3-3ax≥lnx在[1,2]上恒成立,得3a≤x2-在[1,2]上恒成立.
设g(x)=x2-,则g′(x)=2x-=,
∵2x3-1≥0,lnx≥0,∴g′(x)≥0,∴g(x)min=g(1)=1,
∴a≤;
(3)因h(x)=|f(x)|=|x3-3ax|在[-1,1]上是偶函数,故只要求在[0,1]上的最大值.
①当a≤0时,f′(x)≥0,f(x)在[0,1]上单调递增且f(0)=0,
∴h(x)=f(x),F(a)=f(1)=1-3a.
②当a>0时,f′(x)=3x2-3a=3(x+)(x-),
(ⅰ)当≥1,即a≥1时,h(x)=|f(x)|=-f(x),
-f(x)在[0,1]上单调递增,此时F(a)=-f(1)=3a-1
(ⅱ)当0<<1,即0<a<1时,f(x)在[0,]上单调递减,在[,1]单调递增;
1°当f(1)=1-3a≤0,即≤a<1时,
h(x)=|f(x)|=-f(x),-f(x)在[0,]上单调递增,在[,1]单调递减,F(a)=-f()=2a;
2°当f(1)=1-3a>0,即0<a<时,
(ⅰ)当-f()≤f(1)=1-3a,即0<a≤时,F(a)=f(1)=1-3a.
(ⅱ)当-f()>f(1)=1-3a,即<a<时,F(a)=-f()=2a.
综上 F(x)= | 1-3a,(a≤) | 2a,(<a<1) | 3a-1,(a≥1) |
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