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已知函数f(x)=lnx,g′(x)=x且g(2)=2.

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:综合作业 时间:2024/05/08 18:46:26
已知函数f(x)=lnx,g′(x)=x且g(2)=2.
(1)设函数F(x)=ag(x)-f(x)(其中a>0),若F(x)没有零点,求实数a的取值范围;
(2)若p>q>0,总有m[g(p)-g(q)]>pf(p)-qf(q)成立,求实数m的取值范围.
(1)由g′(x)=x,可设g(x)=
1
2x2+c,又由g(2)=2,解得c=0,所以g(x)=
1
2x2.
所以F(x)=
a
2x2−lnx,F′(x)=ax−
1
x=
ax2−1
x=
a
x(x+

1
a)(x−

1
a).
因为a>0,F(x)的定义域为(0,+∞),
所以当时x>

1
a时,F'(x)>0,0<x<

1
a时,F'(x)<0.
所以F(x)在(0,

1
a)是减函数,在[

1
a,+∞)上是增函数.
易知x→0+时,F(x)→+∞;x→+∞时,F(x)→+∞.
因为F(x)没有零点,所以F(x)在(0,+∞)上的最小值是F(

1
a)=
1
2+
1
2lna>0,
解得a>
1
e.所以a的取值范围为(
1
e,+∞).
(2)原问题即p>q>0时,mg(p)-pf(p)>mg(q)-qf(q)恒成立.
令h(x)=mg(x)−xf(x)=
m
2x2−xlnx,则h(x)在(0,+∞)上为单调递增函数,
所以h'(x)=mx-lnx-1≥0在(0,+∞)上恒成立,
即m≥
lnx+1
x在(0,+∞)上恒成立.
令G(x)=
lnx+1
x,则G′(x)=−
lnx
x2,
所以当x∈(0,1)时,G′(x)>0;x∈(1,+∞),G'(x)<0.
所以G(x)的最大值为G(1)=1,所以m的取值范围为[1,+∞).