问题 解答题
已知函数f(x)=ln(2+3x)-
3
2
x2.

(1)求f(x)在[0,1]上的极值;
(2)若对任意x∈[
1
6
1
3
],不等式|a-lnx|-ln[f′(x)+3x]>0
成立,求实数a的取值范围;
(3)若关于x的方程f(x)=-2x+b在[0,2]上恰有两个不同的实根,求实数b的取值范围.
答案

(1)f′(x)=

3
2+3x
-3x=
-3(x+1)(3x-1)
3x+2

f′(x)=0得x=

1
3
或x=-1(舍去)

当0≤x<

1
3
时,f′(x)>0,f(x)单调递增;

1
3
<x≤1时,f′(x)<0,f(x)单调递减.

f(

1
3
)=ln3-
1
6
为函数f(x)在[0,1]上的极大值;

(2)由|a-lnx|-ln[f′(x)+3x]>0得

a>lnx+ln3-ln(2+3x)或a<lnx-ln3+ln(2+3x)

设,h(x)=lnx+ln3-ln(2+3x),g(x)=lnx-ln3+ln(2+3x)

依题意知a>h(x)或a<g(x)在x∈[

1
6
1
3
]上恒成立,

h/(x)=

2
x(2+3x)
>0,g/(x)=
2+6x
2x+3x2
>0

g(x)与h(x)都在[

1
6
1
3
]上单增,要使不等式成立,

当且仅当a>h(

1
3
)或a<g(
1
6
),即a>ln
1
3
或a<ln
5
36

(3)由f(x)=-2x+b⇒ln(2+3x)-

3
2
x2+2x-b=0.

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;

x∈[

7
3
,1]时,ϕ′(x)<0,于是ϕ(x)在[
7
3
,2]上递减

ϕ(

7
3
)>ϕ(0),ϕ(
7
3
)>ϕ(2),

∴f(x)=-2x+b即φ(x)=0在[0,1]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(2)=ln8-2-b≤0

ln2≤b≤ln(2+

7
)+
4
7
-7
6

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