已知函数f(x)=
(1)设两曲线y=f(x)与y=g(x)有公共点,且在公共点处的切线相同,若a>0,试建立b关于a的函数关系式; (2)在(1)的条件下求b的最大值; (3)若b=0时,函数h(x)=f(x)+g(x)-(2a+6)x在(0,4)上为单调函数,求a的取值范围. |
(1)设y=f(x)与y=g(x)(x>0)在公共点(x0,y0)处的切线相同.
f′(x)=x+2a,g′(x)=
.3a2 x
由题意知f(x0)=g(x0),f′(x0)=g′(x0)
即
,1 2
+2ax0=3a2lnx0+bx 20 x0+2a= 3a2 x0
解得x0=a或x0=-3a(舍去),
b=
-3a2lna(a>0)5a2 2
(2)b'(a)=5a-6alna-3a=2a(1-3lna).
令b'(a)=0,则a=e
,当a变化时,b'(a)及b(a)的变化情况如下表:1 3
所以,a=e
时,b(a)有最大值1 3
e3 2
.2 3
(3)h(x)=
x2+3a2lnx-6x,h′(x)=x+1 2
-63a2 x
要使h(x)在(0,4)上单调,
须h′(x)=x+
-6≤0或h′(x)=x+3a2 x
-6≥0在(0,4)上恒成立.3a2 x
h′(x)=x+
-6≤0在(0,4)上恒成立3a2 x
⇔3a2≤-x2+6x在(0,4)上恒成立.
而-x2+6x>0,且-x2+6x可为足够小的正数,必有a=0
或h′(x)=x+
-6≥0在(0,4)上恒成立3a2 x
⇔3a2≥(-x2+6x)max=9,得a≥
或a≤-3
.3
综上,所求a的取值范围为a≥
或a≤-3
或a=0.3