问题
解答题
已知函数f(x)=ax3+bx2,f(x)在点(3,f(3))处的切线方程为12x+2y-27=0.
(Ⅰ)求函数f(x)的解析式;
(Ⅱ)若对任意的x∈[1,+∞),f′(x)≤klnx恒成立,求实数k的取值范围.
答案
(Ⅰ)将x=3代入直线方程得y=-
,9 2
∵点(3,f(3))也在函数f(x)=ax3+bx2的图象上,∴27a+9b=-
①9 2
再由f'(x)=3ax2+2bx,f'(3)=-6,∴27a+6b=-6②
联立①②,解得a=-
,b=1 3
.1 2
∴f(x)=-
x3+1 3
x2;1 2
(Ⅱ)由f'(x)=-x2+x,∴f′(x)≤klnx恒成立,
即-x2+x≤klnx在x∈[1,+∞)上恒成立;
也就是x2-x+klnx≥0在x∈[1,+∞)恒成立;
设g(x)=x2-x+klnx,
∵g(1)=0,
∴只需对任意x∈[1,+∞)有g(x)≥g(1)即可.
g′(x)=2x-1+
=k x
,x∈[1,+∞)2x2-x+k x
设h(x)=2x2-x+k,
(1)当△=1-8k≤0,即k≥
时,h(x)≥0,∴g'(x)≥0,1 8
∴g(x)在[1,+∞)单调递增,
∴g(x)≥g(1).
(2)当△=1-8k>0,即k<
时,设x1,1 8
是方程2x2-x+k=0的两根且x1<x2x 2
由x1+
=x 2
,可知x1<1 2
,要使对任意x∈[1,+∞)有g(x)≥g(1),1 2
只需x2≤1,即2×12-1+k≥0,
∴k+1≥0,k≥-1
∴-1≤k<1 8
综上分析,实数k的取值范围为[-1,+∞).