问题
解答题
已知函数f(x)=
(I) 求x为何值时,f(x)在[3,7]上取得最大值; (Ⅱ)设F(x)=aln(x-1)-f(x),若F(x)是单调递增函数,求a的取值范围. |
答案
(Ⅰ)f′(x)=
[1 2
-3 x+2
]=1 x-2 x-4 x2-4
∴当2<x<4时,f′(x)<0,当x>4时,f′(x)>0
∴f(x)在(2,4)上是减函数,在(4,+∞)上是增函数
∴f(x)在[3,7]上的最大值应在端点处取得,又f(3)-f(7)=
[3ln5-ln1]-1 2
[ln625-ln729]<0,1 2
∴f(3)<f(7)即当x=7时,f(x)取得在[3,7]上的最大值
(Ⅱ)∵F(x)是单调递增函数,∴F′(x)≥0恒成立
又F′(x)=
-a x-1
=x-4 x2-4 (a-1)x2+5x-4(a+1) (x-1)(x2-4)
在f(x)的定义域(2,+∞)上,有(x-1)(x2-4)>0恒成立.
∴F′(x)≥0⇔(a-1)x2+5x-4(a+1)≥0在(2,+∞)上恒成立.…(10分)
下面分情况讨论(a-1)x2+5x-4(a+1)>0在(2,+∞)上恒成立时,a的解的情况.
当a-1<0时,显然不可能有(a-1)x2+5x-4(a+1)≥0在(2,+∞)上恒成立.
当a-1=0时(a-1)x2+5x-4(a+1)=5x-8>0在(2,+∞)上恒成立.
当a-1>0时,又有两种情况:①52+16(a-1)(a+1)≤0;
②-
≤2且(a-1)-22+5×2-4(a+1)≥05 2(a-1)
由①得16a2+9≤0,无解;由②得a≥-
,a-1>0,∴a>11 4
综上所述各种情况,当a≥1时(a-1)x2+5x-4(a+1)≥0在(2,+∞)上恒成立.
∴所求的a的取值范围为[1,+∞).