问题 解答题

已知函数f(x)=x2-ax+3在(0,1)上为减函数,函数g(x)=x2-alnx在区间(1,2)上为增函数.

(I)求a的值;

(Ⅱ)试判断方程f(x)=2g(x)+m(m>-1)在(0,+∞)上解的个数,并说明理由.

答案

(I)∵函数f(x)=x2-ax+3在(0,1)上为减函数,

依题意f'(x)≤0在x∈(0,1)上恒成立,

得2x≤a在x∈(0,1)上恒成立,

∴a≥2…(2分)

又∵g′(x)=2x-

a
x
,依题意g'(x)≥0在x∈(1,2)上恒成立,

得2x2≥a在x∈(1,2)上恒成立,有a≤2,

∴a=2…(6分)

(Ⅱ)

h(x)=2g(x)+m-f(x)=x2+2x-4lnx+(m-3),则

 
h′(x)=2x+2-
4
x
=
2(x+2)(x-1)
x

当x∈(0,1)时,h'(x)<0,h(x)在(0,1)上为减函数;

当x∈(1,+∞)时,h'(x)>0,h(x)在(1,+∞)上为增函数.

∴hmin(x)=h(1)=m

∴h(x)≥h(1)=m,即2g(x)+m-f(x)≥m…(8分)

①当m>0时,

2g(x)+m-f(x)≥m>0即2g(x)+m>f(x),

 
∴f(x)=2g(x)+m在(0,+∞)上无解…(9分)

②当m=0时,2g(x)≥f(x),当且仅当x=1时,2g(x)=f(x),

∴f(x)=2g(x)+m在(0,+∞)上仅有一个解x=1;…(11分)

③当-1<m<0时,

∵h(
1
e
)=
1
e2
+
2
e
+4+(m-3)=
1
e2
+
2
e
+1+m>0
h(1)=m<0
h(e)=e2+2e-4+(m-3)=e2+2e+(m-7)>e2+2e-8>0

∴h(x)在(

1
e
,1)和(1,e)内各有一个零点,即f(x)=2g(x)+m在(0,+∞)上有二个解.…(14分)

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