(Ⅰ)F(x)=f(x)+g(x)=2x2+ax+lnx,
∴F′(x)=4x+a+(x>0),又F(x)在x=1处取得极小值
∴F'(1)=4+a+1=0,∴a=-5,F(x)=2x2-5x+lnx
∴F′(x)=4x-5+==(x>0)
x | (0,) | | (,1) | 1 | (1,+∞) |
F'(x) | + | 0 | - | 0 | + |
F(x) | ↗ | 极大值 | ↘ | 极小值 | ↗ |
∴F(x)的极大值为
F()=--2ln2.
(Ⅱ)由F(x)在区间(0,)上是增函数得
当x∈(0,)时,F′(x)=4x+a+≥0恒成立,设h(x)=-(4x+)
则a≥h(x),又h′(x)=-(4-)=>0,∴h(x)在(0,)上是增函数,
∴a≥h(x)max,a≥h()=-5,即实数a的取值范围为[-5,+∞).
(Ⅲ)当a=3时,f(x)=2x2+3x,g(x)=lnx,∴f'(x)=4x+3,g′(x)=.
设直线l与曲线y=f(x)和y=g(x)都相切,切点分别为A(x1,y1),B(x2,y2)
则y1=2x12+3x1,y2=lnx2
∴l:y-(2x12+3x1)=(4x1+3)(x-x1),即y=(4x1+3)x-2x12
又l过点B(x2,y2)且f'(x)=g'(x),∴y2=(4x1+3)x2-2x12且4x1+3=
∴lnx2=(4x1+3)x2-2x12,∴-ln(4x1+3)=1-2x12
方程2x12-ln(4x1+3)-1=0有根,设φ(x)=2x2-ln(4x+3)-1,
则φ′(x)=4x-==(x>-)
当x∈(-,)时,φ'(x)<0,φ(x)是减函数,
当x∈(,+∞)时,φ'(x)>0,φ(x)是增函数,
∴φ(x)min=φ()=--ln4<0.
又当x>-且x趋向于-时,φ(x)趋向于+∞,
∴φ()=2()2-lne5-1>2()2-6>0,
∴φ(x)在区间(-,)、(,+∞)上各有一个根.
∴与曲线y=f(x)和y=g(x)都相切的直线存在,有2条.