问题 解答题
已知函数f(x)=
1
2
[tln(x+2)-ln(x-2)],且f(x)≥f(4)恒成立.
(1)求t的值;
(2)求x为何值时,f(x)在[3,7]上取得最大值;
(3)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

(1)f(4)是f(x)的最小值

对f(x)求导,有f'(x)=

1
2
t
x+2
-
1
x-2
),

∴x=4时,f'(x)=0,∴

t
4+2
-
1
4-2
=0,∴t=3;

(2)f'(x)=

1
2
(
3
x+2
-
1
x-2
)=
x-4
(x+2)(x-2)

∴在x∈(3,4)时,f'(x)<0,函数f(x)单调减,在x∈(4,7)时,f'(x)>0,函数f(x)单调增

∴求f(x)在[3,7]的最大值只要去比f(3)和f(7)的大小就可以了

∵f(3)=

3
2
ln5,f(7)=
3ln9
2
-
ln5
2

∴f(3)>f(7),∴x=3时,f(x)在[3,7]上取得最大值,为

3
2
ln5;

(3)F′(x)=

a
x-1
-f′(x)=
a
x-1
-
x-4
(x+2)(x-2)
≥0在(2,+∞)上恒成立

(a-1)x2+5x-4(a+1)
(x-1)(x+2)(x-2)
≥0在(2,+∞)上恒成立

∴(a-1)x2+5x-4(a+1)≥0在(2,+∞)上恒成立.

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-

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,+∞).

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