问题 解答题
已知函数f(x)=lnx,g(x)=
1
2
x2

(1)设函数F(x)=2g(x)-f(x),求F(x)的极小值.
(2)设函数F(x)=ag(x)-f(x),(a>0),若F(x)>0恒成立,求实数a的取值范围.
(3)若x1>x2>0,总有m[g(x1)-g(x2)]>x1f(x1)-x2f(x2)成立,求实数m的取值范围.
答案

(1)F(x)=

a
2
x2-lnx,F′(x)=ax-
1
x
=
ax2-1
x
…(2分)

因a>0时,令F′(x)≥0,则x≥

1
a
,故F(x)在(0,
1
a
)
上单调递减,在(
1
a
,+∞)
上单调递增,

故F(x)在(0,+∞)上的最小值为F(

1
a
)=
1
2
+
1
2
lna,…(4分)

(2)由(1)得:故F(x)在(0,+∞)上的最小值为F(

1
a
)=
1
2
+
1
2
lna>0,…(5分)

解得a>

1
e
,所以a取值范围是(
1
e
,+∞)
…(6分)

(3)已知可转化为x1>x2>0时,mg(x1)-x1f(x1)≥mg(x2)-x2f(x2)恒成立,

h(x)=mg(x)-xf(x)=

m
2
x2-xlnx,则h(x)为单调递增的函数,…(8分)

故h′(x)=mx-lnx-1≥0恒成立,即m≥

lnx+1
x
恒成立    …(10分)

m(x)=

lnx+1
x
,则m′(x)=-
lnx
x2
,所以

当x∈(0,1)时,m′(x)>0,m(x)单调递增

当x∈(1,+∞)时,m′(x)<0,m(x)单调递减m(x)≤m(1)=1,故m≥1…(16分)

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