已知函数f(x)=2lnx与g(x)=a2x2+ax+1(a>0)(1)设直线x=1与曲线y=f(x)和y=g(x)分别相交于点P,Q,且曲线y=f(x)和y=g(x

发布时间:2020-07-31 22:42:45

已知函数f(x)=2lnx与g(x)=a2x2+ax+1(a>0)
(1)设直线x=1与曲线y=f(x)和y=g(x)分别相交于点P,Q,且曲线y=f(x)和y=g(x)在点P,Q处的切线平行,求实数a的值;
(2)f′(x)为f(x)的导函数,若对于任意的x∈(0,+∞),恒成立,求实数m的最大值;
(3)在(2)的条件下且当a取m最大值的倍时,当x∈[1,e]时,若函数h(x)=f(x)-kf′(x)的最小值恰为g(x)的最小值,求实数k的值.

网友回答

解:(1)求导函数可得,g(x)=2a2x+a
∵曲线y=f(x)和y=g(x)在点P,Q处的切线平行
∴f′(1)=g′(1)
∴2=2a2+a且a>0
∴;
(2)对于任意的x∈(0,+∞),恒成立,即
∴m≤()min.
设F(x)=,则F′(x)=
当x∈(0,2)时,F′(x)<0,∴F(x)在(0,2)上单调递减;当x∈(2,+∞)时,F′(x)>0,∴F(x)在(2,+∞)上单调递增
∴F(x)min=F(2)=
∴m的最大值为;
(3)由(2)可知a=1,故g(x)=x2+x+1在x∈[1,e]时,g(x)min=g(1)=3
∴h(x)=f(x)-kf′(x)=2lnx-在x∈[1,e]时最小值为3
令h′(x)=,可得x=-k
①当-k≤1,即k≥-1时,h′(x)≥0,此时h(x)在[1,e]上单调递增,∴h(x)min=h(1)=-2k=3,∴k=-(舍去);
②当-k≥e,即k≤-e时,h′(x)≤0,此时h(x)在[1,e]上单调递减,∴h(x)min=h(e)=2-=3,∴k=-(舍去);
③当1<-k<e,即-e<k<-1时,x∈(1,-k)时,h′(x)<0,此时h(x)在[1,-k)上单调递减,x∈(-k,e)时,h′(x)>0,此时h(x)在[1,-k)上单调递增,∴h(x)min=h(-k)=2ln(-k)+2=3,∴k=-;
综上可知,k=-.
解析分析:(1)求导函数,利用曲线y=f(x)和y=g(x)在点P,Q处的切线平行,可得f′(1)=g′(1),从而可求a的值;(2)对于任意的x∈(0,+∞),恒成立,即,从而m≤()min.构建函数,确定函数的最小值,即可求得m的最大值;(3)先求在x∈[1,e]时,g(x)min=g(1)=3,从而h(x)=f(x)-kf′(x)=2lnx-在x∈[1,e]时最小值为3,求导数,利用分类讨论,确定函数的单调性与最值,从而可得结论.

点评:本题考查导数知识的运用,考查导数的几何意义,考查函数的单调性与最值,考查分类讨论的数学思想,属于中档题.
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