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设函数f(x)=ax+xlnx,g(x)=x3-x2-3.(I)如果存在x1、x2∈[0,2],使得g(x1)-g(x2)≥M成立,求

答案:2  悬赏:10  手机版
解决时间 2021-03-20 08:39
设函数f(x)=ax+xlnx,g(x)=x3-x2-3.(I)如果存在x1、x2∈[0,2],使得g(x1)-g(x2)≥M成立,求满足上述条件的最大整数M;(II)如果对于任意的s、t∈[12,2],都有f(s)≥g(t)成立,求实数a的取值范围..
最佳答案
(I)存在x1、x2∈[0,2],使得g(x1)-g(x2)≥M成立等价于g(x)max-g(x)min≥M
∵g(x)=x3-x2-3,∴g′(x)=3x(x?
2
3 )
∴g(x)在(0,
2
3 )上单调递减,在(
2
3 ,2)上单调递增
∴g(x)min=g(
2
3 )=-
85
27 ,g(x)max=g(2)=1
∴g(x)max-g(x)min=
112
27
∴满足的最大整数M为4;
(II)对于任意的s、t∈[
1
2 ,2],都有f(s)≥g(t)成立等价于f(x)≥g(x)max.
由(I)知,在[
1
2 ,2]上,g(x)max=g(2)=1
∴在[
1
2 ,2]上,f(x)=
a
x +xlnx≥1恒成立,等价于a≥x-x2lnx恒成立
记h(x)=x-x2lnx,则h′(x)=1-2xlnx-x且h′(1)=0
∴当
1
2 <x<1时,h′(x)>0;当1<x<2时,h′(x)<0
∴函数h(x)在(
1
2 ,1)上单调递增,在(1,2)上单调递减,
∴h(x)max=h(1)=1
∴a≥1
全部回答
(1)f′(x)=3x(x? 2 3 ),x∈[0,2],令f'(x)=0得x1=0,x2= 2 3 ,…(2分) 当x变化时,f'(x)和f(x)的变化情况如下: x 0 (0, 2 3 ) 2 3 ( 2 3 ,2) 2 f'(x) - 0 + f(x) -3 单调递减 极小值 单调递增 1 可得,[f(x)]max=1,[f(x)]min=f( 2 3 )=? 85 27 .…(5分) 要使存在x1,x2∈[0,2],使得f(x1)-f(x2)≥m,只需m≤[f(x)]max?[f(x)]min= 112 27 ,故整数m的最大值为4.…(7分) (2)由(1)知,在[ 1 2 ,2]上,[f(x)]max=f(2)=1,要满足对任意的s,t∈[ 1 2 ,2],都有f(t)≤g(s),只需g(x)≥1在[ 1 2 ,2]上恒成立,…(9分) 即 a x +xlnx≥1在[ 1 2 ,2]上恒成立,分离参数可得:a≥x-x2lnx, 令h(x)=x-x2lnx,h'(x)=1-x-2xlnx,可知,当x∈[ 1 2 ,1),h′(x)>0,h(x)单调递增,当x∈(1,2],h'(x)<0,h(x)单调递减,…(12分) 所以h(x)在x=1处取得最大值h(1)=1, 所以a的取值范围是a≥1.…(13分)
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