已知函数f(x)=-x3+x2,g(x)=alnx,a∈R.(1)若对任意x∈[1,e],都有g(x)≥-x2+(a+2)x恒成立,求a的取值范围;(2)设F(x)=f(x),x<1g(x),x≥1若

题目简介

已知函数f(x)=-x3+x2,g(x)=alnx,a∈R.(1)若对任意x∈[1,e],都有g(x)≥-x2+(a+2)x恒成立,求a的取值范围;(2)设F(x)=f(x),x<1g(x),x≥1若

题目详情

已知函数f(x)=-x3+x2,g(x)=alnx,a∈R.
(1)若对任意x∈[1,e],都有g(x)≥-x2+(a+2)x恒成立,求a的取值范围;
(2)设F(x)=
f(x),x<1
g(x),x≥1
若P是曲线y=F(x)上异于原点O的任意一点,在曲线y=F(x)上总存在另一点Q,使得△POQ中的∠POQ为钝角,且PQ的中点在y轴上,求a的取值范围.
题型:解答题难度:中档来源:不详

答案

(1)由对任意x∈[1,e],都有g(x)≥-x2+(a+2)x恒成立,得(x-lnx)a≤x2-2x,.
由于x∈[1,e],lnx≤1≤x,且等号不能同时取得,所以lnx<x,x-lnx>0.
从而a≤
x2-2x
x-lnx
恒成立,a≤(
x2-2x
x-lnx
)min. …(4分)
设t(x)=
x2-2x
x-lnx
,x∈[1,e],
求导,得t′(x)=
(x-1)(x+2-lnx)
(x-lnx)2
.…(6分)
x∈[1,e],x-1≥0,lnx≤1,x+2-lnx>0,
从而t′(x)≥0,t(x)在[1,e]上为增函数.
所以t(x)min=t(1)=-1,所以a≤-1.…(8分)
(2)F(x)=
-x3+x2,x<1
alnx,   x≥1

设P(t,F(t))为曲线y=F(x)上的任意一点.
假设曲线y=F(x)上存在一点Q(-t,F(-t)),使∠POQ为钝角,
OP
OQ
<0

若t≤-1,P(t,-t3+t2),Q(-t,aln(-t)),
OP
OQ
=-t2+aln(-t)(-t3+t2),
由于
OP
OQ
<0
恒成立,a(1-t)ln(-t)<1.
当t=-1时,a(1-t)ln(-t)<1.恒成立.
当t<-1时,a<class="stub"1
(1-t)ln(-t)
恒成立.由于class="stub"1
(1-t)ln(-t)
>0
,所以a≤0.(12分)
若-1<t<1,t≠0,P(t,-t3+t2),Q(-t,t3+t2),
OP
OQ
=-t2+(-t3+t2)(t3+t2)<0,
t4-t2+1>0对-1<t<1,t≠0恒成立.…(14分)
③当t≥1时,同①可得a≤0.
综上所述,a的取值范围是(-∞,0].  …(16分)

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