已知函数 f(x)= x 3 -ax , g(x)= 1 2 x 2 -lnx- 5 2

1个回答

  • (1)∵ f(x)= x 3 -ax , g(x)=

    1

    2 x 2 -lnx-

    5

    2 ,

    ∴f′(x)=3x 2-a, g ′ (x)=x-

    1

    x ,

    令 g ′ (x)=x-

    1

    x =0,得x=1,(x=-1舍)

    当0<x<1时,g′(x)0.

    ∴当x=1时,g(x)有极小值g(1)=-2.

    ∵g(x)与f(x)在同一点处有相同的极值,

    ∴f(1)=-2,且f′(1)=0,即

    1-a=-2

    3-a=0 ,

    解得a=3.

    (2)不等式f(x)≥2x•g(x)-x 2+5x-3转化为:

    x 3 -ax≥2x(

    1

    2 x 2 -lnx-

    5

    2 )- x 2 +5x-3,

    化简,得ax≤2xlnx+x 2+3,

    ∵x∈(0,+∞),

    ∴a ≤2lnx+

    3

    x +x ,

    ∵对一切x∈(0,+∞),不等式f(x)≥2x•g(x)-x 2+5x-3恒成立,

    ∴a≤ (2lnx+

    3

    x +x) min ,

    记t(x)=2lnx+

    3

    x +x,x>0,则 t ′ (x)=(2lnx+

    3

    x +x ) ′ =

    2

    x -

    3

    x 2 +1 =

    x 2 +2x-3

    x 2 ,

    令t′(x)=0,得

    x 2 +2x-3

    x 2 =0 ,解得x=1.

    在(0,1)上,t′(x)<0;在(1,+∞)上,t′(x)>0.

    故当x=1时,t(x)有极小值为4,

    故a∈(-∞,4].

    (3)证明:∵g(x)=

    1

    2 x 2 -lnx-

    5

    2 ,

    ∴ G(x)=

    1

    2 x 3 -

    5

    2 x-xg(x)+

    1

    2

    =

    1

    2 x 3 -

    5

    2 x-

    1

    2 x 3 +xlnx+

    5

    2 x+

    1

    2

    =xlnx+

    1

    2 ,

    ∵当 x≥1时,总有G(x)≤

    1

    2 x 2 成立 ,

    ∴当 x≥1时,总有G(x)≤

    1

    2 x 2 成立 ≥1时,总有xlnx≤

    1

    2 x 2 -

    1

    2 .

    设F(x)=xlnx+

    1

    2 -

    1

    2 x 2 ,x≥1

    则F′(x)=lnx+1-x,令F′(x)=0,得x=1.

    当x>1时,F′(x)<0,F(x)是减函数,

    ∴F(x)=xlnx+

    1

    2 -

    1

    2 x 2 ≤0.

    故当 x≥1时,总有G(x)≤

    1

    2 x 2 成立 .