已知函数f(x)=ln(x+a)-x 的最大值为0,其中a>0.

已知函数f(x)=ln(x+a)-x 的最大值为0,其中a>0.
(1)求a的值;
(2)若对任意x∈[0,+∞) ,有f(x)≥kx2 成立,求实数k的最大值;
ggxiao 1年前 已收到1个回答 举报

kicker2007 春芽

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解题思路:(1)对f(x)进行求导,已知f(x)的最小值为0,可得极小值也为0,得f′(0)=0,从而求出a的值;
(2)由题意任意的x∈[0,+∞),有f(x)≥kx2成立,可以令g(x)=f(x)-kx2,求出g(x)的最小值大于0即可,可以利用导数研究g(x)的最值;

(1)f′(x)=[1/x+a]-1=[1-x-a/x+a],(x+a>0)
令f′(x)=0,可得x=1-a>-a,
令f′(x)>0,-a<x<1-a;f(x)为增函数;
f′(x)<0,x>1-a,f(x)为减函数;
∴x=1-a时,函数取得极大值也是最大值,
∵函数f(x)=ln(x+a)-x 的最大值为0,
∴f(1-a)=a-1=0,得a=1;
(2)当k≥0时,取x=1,有f(1)=ln2-1<0,故k≥0不合题意;
当k<0时,令g(x)=f(x)-kx2,即g(x)=ln(x+1)-x-kx2,x∈(-1,+∞)
求导函数可得g′(x)=[1/x+1]-1-2kx=
-x[2kx+(2k+1)]
x+1,
令g′(x)=0,可得x1=0,x2=-[2k+1/2k]>-1,
当k≤-[1/2]时,x2≤0,g′(x)>0,在(0,+∞)上恒成立,g(x)在[0,+∞)上单调递增,
∴g(x)≥g(0)=0,
∴对任意的x∈[0,+∞),有f(x)≥kx2成立;
故k≤-[1/2]时符合题意.
当-[1/2]<k<0时,x2>0,g(x)在(0,-[2k+1/2k])上g′(x)<0,g(x)为减函数;
g(x)在(-[2k+1/2k],+∞)上g′(x)>0,g(x)增函数;
因此存在x0∈(0,-[2k+1/2k])使得g(x0)≤g(0)=0,
即f(x0)≤kx02,与题意矛盾;
∴综上:k≤-[1/2]时,对任意的x∈[0,+∞),有f(x)≥kx2成立,
∴实数 k的最大值为:-[1/2];

点评:
本题考点: 导数在最大值、最小值问题中的应用.

考点点评: 此题考查利用导数求函数的最值问题及函数的恒成立问题,第二问构造新函数,将问题转化为g(x)的最小值大于等于0即可,这种转化的思想在高考中经常会体现,要认真体会,属难题.

1年前

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