解答题函数f(x)=ax2+2x+1,g(x)=lnx.
(I)设F(x)=f(x)-g(x),求F(x)的两个极值点的充要条件.
(II)求证:当a≥0时,不等式f(x)≥g(x)恒成立.
网友回答
解:(I)函数f(x)=ax2+2x+1,g(x)=lnx,
∴F(x)=f(x)-g(x)=ax2+2x+1-lnx,
其定义域为(0,+∞).
∴=,
∴F(x)有两个极值点,
∴方程2ax2+2x-1=0有两个不相等的正根,
∴,
解得,
∴F(x)有两个极值点的充要条件是.
(II)证明:不等式f(x)≥g(x)恒成立的充要条件是:
F(x)=ax2+2x+1-lnx≥0在(0,+∞)上恒成立,
即在(0,+∞)上恒成立.
令h(x)=lnx-(2x+1),则,
当x∈时,h′(x)>0,
当时,h′(x)<0.
∴时,h(x)max=,
故x∈(0,+∞),都有,
∴当a≥0时,在(0,+∞)上恒成立,
即当a≥0时,不等式f(x)≥g(x)恒成立.解析分析:(I)由F(x)=f(x)-g(x)=ax2+2x+1-lnx,其定义域为(0,+∞),知=,由F(x)有两个极值点,知方程2ax2+2x-1=0有两个不相等的正根,由此能求出F(x)有两个极值点的充要条件.(II)不等式f(x)≥g(x)恒成立的充要条件是在(0,+∞)上恒成立.令h(x)=lnx-(2x+1),则,由此能够证明当a≥0时,不等式f(x)≥g(x)恒成立.点评:本题考查利用导数求闭区间上函数最值的应用,考查运算求解能力,推理论证能力;考查化归与转化思想.对数学思维的要求比较高,有一定的探索性.综合性强,难度大,易错点是不等式f(x)≥g(x)恒成立的充要条件是在(0,+∞)上恒成立,是高考的重点.解题时要认真审题,仔细解答.