已知函数 f(x)= x 3 -ax , g(x)= 1 2 x 2 -lnx- 5 2

已知函数 f(x)= x 3 -ax , g(x)=
1
2
x 2 -lnx-
5
2

(1)若g(x)与f(x)在同一点处有相同的极值,求实数a的值;
(2)对一切x∈(0,+∞),有不等式f(x)≥2x•g(x)-x 2 +5x-3,恒成立,求实数a的取值范围;
(3)记 G(x)=
1
2
x 3 -
5
2
x-xg(x)+
1
2
求证:当 x≥1时,总有G(x)≤
1
2
x 2 成立
z1100 1年前 已收到1个回答 举报

伤心之失落人 幼苗

共回答了24个问题采纳率:91.7% 举报

(1)∵ f(x)= x 3 -ax , g(x)=
1
2 x 2 -lnx-
5
2 ,
∴f′(x)=3x 2 -a, g ′ (x)=x-
1
x ,
令 g ′ (x)=x-
1
x =0,得x=1,(x=-1舍)
当0<x<1时,g′(x)0.
∴当x=1时,g(x)有极小值g(1)=-2.
∵g(x)与f(x)在同一点处有相同的极值,
∴f(1)=-2,且f′(1)=0,即

1-a=-2
3-a=0 ,
解得a=3.
(2)不等式f(x)≥2x•g(x)-x 2 +5x-3转化为:
x 3 -ax≥2x(
1
2 x 2 -lnx-
5
2 )- x 2 +5x-3,
化简,得ax≤2xlnx+x 2 +3,
∵x∈(0,+∞),
∴a ≤2lnx+
3
x +x ,
∵对一切x∈(0,+∞),不等式f(x)≥2x•g(x)-x 2 +5x-3恒成立,
∴a≤ (2lnx+
3
x +x) min ,
记t(x)=2lnx+
3
x +x,x>0,则 t ′ (x)=(2lnx+
3
x +x ) ′ =
2
x -
3
x 2 +1 =
x 2 +2x-3
x 2 ,
令t′(x)=0,得
x 2 +2x-3
x 2 =0 ,解得x=1.
在(0,1)上,t′(x)<0;在(1,+∞)上,t′(x)>0.
故当x=1时,t(x)有极小值为4,
故a∈(-∞,4].
(3)证明:∵g(x)=
1
2 x 2 -lnx-
5
2 ,
∴ G(x)=
1
2 x 3 -
5
2 x-xg(x)+
1
2
=
1
2 x 3 -
5
2 x-
1
2 x 3 +xlnx+
5
2 x+
1
2
=xlnx+
1
2 ,
∵当 x≥1时,总有G(x)≤
1
2 x 2 成立 ,
∴当 x≥1时,总有G(x)≤
1
2 x 2 成立 ≥1时,总有xlnx≤
1
2 x 2 -
1
2 .
设F(x)=xlnx+
1
2 -
1
2 x 2 ,x≥1
则F′(x)=lnx+1-x,令F′(x)=0,得x=1.
当x>1时,F′(x)<0,F(x)是减函数,
∴F(x)=xlnx+
1
2 -
1
2 x 2 ≤0.
故当 x≥1时,总有G(x)≤
1
2 x 2 成立 .

1年前

6
可能相似的问题
Copyright © 2024 YULUCN.COM - 雨露学习互助 - 17 q. 0.274 s. - webmaster@yulucn.com