解答题已知定义在正实数集上的函数f(x)=x2+2ax,g(x)=3a2lnx+b,其

发布时间:2020-07-09 04:34:04

解答题已知定义在正实数集上的函数f(x)=x2+2ax,g(x)=3a2lnx+b,其中a>0.设两曲线y=f(x),y=g(x)有公共点,且在该点处的切线相同.
(Ⅰ)用a表示b,并求b的最大值;
(Ⅱ)求证:f(x)≥g(x)??(x>0).

网友回答

解:(Ⅰ)设y=f(x)与y=g(x)(x>0)在公共点(x0,y0)处的切线相同.
∵f'(x)=x+2a,,由题意f(x0)=g(x0),f'(x0)=g'(x0).
即由得:x0=a,或x0=-3a(舍去).
即有.
令,则h'(t)=2t(1-3lnt).
于是当t(1-3lnt)>0,即时,h'(t)>0;当t(1-3lnt)<0,即时,h'(t)<0.
故h(t)在为增函数,在为减函数,
于是h(t)在(0,+∞)的最大值为.
(Ⅱ)设,
则F'(x)=.
故F(x)在(0,a)为减函数,在(a,+∞)为增函数,
于是函数F(x)在(0,+∞)上的最小值是F(a)=F(x0)=f(x0)-g(x0)=0.
故当x>0时,有f(x)-g(x)≥0,即当x>0时,f(x)≥g(x).解析分析:(Ⅰ)设出两曲线的公共点坐标,分别求出f(x)和g(x)的导函数,把设出点的坐标代入两导函数中得到两关系式,联立两关系式即可解出公共点的横坐标,把求出的横坐标代入得到用a表示出b的式子,设h(t)等于表示出的式子,求出h(t)的导函数,令导函数大于0求出t的范围即为函数的增区间,令导函数小于0求出x的范围即为函数的减区间,根据函数的增减性即可求出h(t)的最大值即为b的最大值;(Ⅱ)设F(x)=f(x)-g(x),求出F(x)的导函数,根据导函数的正负得到F(x)的单调区间,由x大于0和函数的增减性得到F(x)的最小值为0,即f(x)-g(x)大于等于0,得证.点评:本小题主要考查函数、不等式和导数的应用等知识,考查综合运用数学知识解决问题的能力.
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