问题
解答题
已知函数f(x)=x-alnx+
(1)求a与b满足的关系式; (2)求函数f(x)的单调区间; (3)设函数g(x)=a2x2+3,若存在m1,m2∈[
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答案
(1)∵f(x)=x-alnx+
,b x
∴f′(x)=1-
-a x
,b x2
∵f(x)=x-alnx+
在x=1处取得极值,b x
∴f′(1)=0,
∴1-a-b=0,即b=1-a.
(2)函数f(x)的定义域为(0,+∞),
由(1)可得f′(x)=1-
-a x
=b x2
=x2-ax-(1-a) x2
,(x-1)[x-(a-1)] x2
令f′(x)=0,则x1=1,x2=a-1.
∵a>3,x2>x1,当x∈(0,1)∪(a-1,+∞)时,f′(x)>0;
当x∈(1,a-1)时,f′(x)<0.
∴f(x)的单调递增区间为(0,1),(a-1,+∞);单调递减区间为(1,a-1).
(3)当a>3时,f(x)在[
,1)上为增函数,在(1,2]为减函数,1 2
所以f(x)的最大值为f(1)=2-a<0.
因为函数g(x)在[
,2]上是单调递增函数,1 2
所以g(x)的最小值为g(
)=1 2
a2+3>0.1 4
所以g(x)>f(x)在[
,2]上恒成立.1 2
要使存在m1,m2∈[
,2],使得|f(m1)-g(m2)|<9成立,只需要g(1 2
)-f(1)<9,1 2
即
a2+3-(2-a)<9,1 4
所以-8<a<4.
又因为a>3,所以a的取值范围是(3,4).