问题 解答题
已知函数f(x)=alnx-ax-3(a∈R).
(I)当a=1时,求函数f(x)的单调区间;
(II)若函数y=f(x)的图象在点(2,f(x))处的切线的倾斜角为45°,问:m在什么范围取值时,对于任意的t∈[1,2],函数g(x)=x3+x2[
m
2
+f(x)]在区间(t,3)上总存在极值?
(III)当a=2时,设函数h(x)=(p-2)x+
p+2
x
-3,若对任意的x∈[1,2],f(x)≥h(x)恒成立,求实数P的取值范围.
答案

f'(x)=

a
x
-a(x>0)

(I)a=1时,f'(x)=

1
x
-1(x>0),令f'(x)>0解得0<x<1,所以f(x)在区间(0,1)递增,

令f'(x)<0解得x>1,所以f(x)在区间(1,+∞)递减,

(II)函数y=f(x)的图象在点(2,f(x))处的切线的倾斜角为45°,

f'(2)=1,即

a
2
-a=1,故a=-2,由此得f'(x)=
-2
x
+2

∴g(x)=x3+x2[

m
2
+f(x)]=x3+x2
m
2
+
-2
x
+2
)=x3+(
m
2
+2)x2-2x,∴g'(x)=3x2+(4+2m)x-2

∵对于任意的t∈[1,2],函数g(x)=x3+x2[

m
2
+f(x)]在区间(t,3)上总存在极值

∴g'(x)=3x2+(4+2m)x-2在区间(t,3)上总有根,

∴g'(2)<0,g'(3)>0,

解得-

37
3
<m<-9

(III)a=2时,f(x)=2lnx-2x-3

令F(x)=f(x)-h(x)=2lnx-px-

p+2
x

F'(x)=

2
x
-p+
p+2
x2
=
2x-px2+p+2
x2
=
-p(x-
p+2
p
) (x+1)
x2

①p+2=0时,F'(x)=

2x+2
x2
> 0,∴F(x)在[1,2]递增,所以F(1)=-2<0不成立,舍

1+

2
p
<-1,即-1<p<0时,同①不成立,舍;

③-1<1+

2
p
≤1,即p<-1时,F(x)在[1,2]递增,∴F(1)=-2p-2≥0,解得p≤-1,所以p<-1

④p=-1时,F(x)在[1,2]递增,成立

⑤p>0时,无不成立

综上,p≤-1

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