题目内容

(2013•太原一模)已知函数f(x)=1nx-x.
(I)若不等式 xf(x)≥-2x2+ax-12对一切x∈(0,+∞)恒成立,求实数a的取值范围
(Ⅱ)若关于x的方程 f(x)-x3+2ex2-bx=0恰有一解(e为自然对数的底数),求实数b的值.
分析:(I)分离出参数a后转化为求函数的最值问题解决,构造函数,利用导数可求得函数的最值;
(Ⅱ)lnx-x-x3+2ex2-bx=0在(0,+∞)上有唯一解,即
lnx
x
=x2-2ex+(b+1)在(0,+∞)上有唯一解,构造函数h(x)=
lnx
x
,x>0,利用导数可求得x=e时h(x)取得最大值,构造函数k(x)=x2-2ex+(b+1),由二次函数的性质可得x=e时k(x)取得最小值,欲满足题意,只需h(x)max=k(x)min,由此可求得b值;
解答:解:(I)由题意得xlnx-x2≥-2x2+ax-12对一切x∈(0,+∞)恒成立,即a≤lnx+x+
12
x
对一切x∈(0,+∞)恒成立,
设g(x)=lnx+x+
12
x
,x>0,则g′(x)=
(x+4)(x-3)
x2

当0<x<3时,g′(x)<0,g(x)在(0,3)上单调递减,当x>3时,g′(x)>0,g(x)在(3,+∞)上单调递增,
所以g(x)min=g(3)=7+ln3,
所以a∈(-∞,7+ln3];
(Ⅱ)由题意得,lnx-x-x3+2ex2-bx=0在(0,+∞)上有唯一解,即
lnx
x
=x2-2ex+(b+1)在(0,+∞)上有唯一解,
设h(x)=
lnx
x
,x>0,则h′(x)=
1-lnx
x2

令h′(x)>0,则0<x<e;令h′(x)<0,则x>e,
所以h(x)max=h(e)=
1
e

设k(x)=x2-2ex+(b+1),则k(x)在(0,e)上单调递减,在(e,+∞)上单调递增,
所以k(x)min=k(e)=b+1-e2
所以当且仅当b+1-e2=
1
e
时,方程
lnx
x
=x2-2ex+(b+1)在(0,+∞)上有唯一解,
所以b=e2+
1
e
-1.
点评:本题考查利用导数求函数的最值,考查函数恒成立问题,解决恒成立问题的关键是进行等价转化,常转化为函数最值解决,考查数形结合思想.
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