问题 解答题
已知函数f(x)=
1
2
[3ln(x+2)-ln(x-2)]
(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)=

1
2
[3ln5-ln1]-
1
2
[ln625-ln729]<0,

∴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;

-

5
2(a-1)
≤2且(a-1)-22+5×2-4(a+1)≥0

由①得16a2+9≤0,无解;由②得a≥-

1
4
,a-1>0,∴a>1

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,+∞).

单项选择题
问答题