已知函数f(x)=ln(2+3x)-32x2.(I)求f(x)在[0,1]上的最大值;(II)若对任意的实数x∈[16,12],不等式|a-lnx|+ln[f'(x)+3x]>0恒成立,求实

题目简介

已知函数f(x)=ln(2+3x)-32x2.(I)求f(x)在[0,1]上的最大值;(II)若对任意的实数x∈[16,12],不等式|a-lnx|+ln[f'(x)+3x]>0恒成立,求实

题目详情

已知函数f(x)=ln(2+3x)-
3
2
x2

(I)求f(x)在[0,1]上的最大值;
(II)若对任意的实数x∈[
1
6
1
2
]
,不等式|a-lnx|+ln[f'(x)+3x]>0恒成立,求实数a的取值范围;
(III)若关于x的方程f(x)=-2x+b在[0,1]上恰有两个不同的实根,求实数b的取值范围.
题型:解答题难度:中档来源:焦作模拟

答案

(I)f′(x)=class="stub"3
2+3x
-3x=
-3(x+1)(3x-1)
3x+2
,令f'(x)=0,得x=class="stub"1
3
或x=-1(舍)
0≤x<class="stub"1
3
时,f'(x)>0,f(x)单调递增;当class="stub"1
3
<x≤1
时,f'(x)<0,f(x)单调递减,∴f(class="stub"1
3
)=ln3-class="stub"1
6
是函数在[0,1]上的最大值
(2)|a-lnx|>-lnclass="stub"3
2+3x
x∈[class="stub"1
6
,class="stub"1
2
]
恒成立
lnclass="stub"3
2+3x
>0
x∈[class="stub"1
6
,class="stub"1
3
 )
恒成立
由|a-lnx|+ln[f'(x)+3x]>0得a>lnx-lnclass="stub"3
2+3x
a<lnx+lnclass="stub"3
2+3x

h(x)=lnx-lnclass="stub"3
2+3x
= ln
2x+3x2
3
g(x)=lnx+lnclass="stub"3
2+3x
= lnclass="stub"3
2+3x

依题意得a>h(x)或a<g(x)在x∈[class="stub"1
3
,class="stub"1
2
]
恒成立
g′(x)=class="stub"2
x(2+3x)
>0
h′(x)=class="stub"2+6x
2x+3x2
>0

∴g(x),h(x)都在[class="stub"1
3
,class="stub"1
2
]
上递增
a>h(class="stub"1
2
)或a<g(class="stub"1
3
)

即a>lnclass="stub"7
12
或a<lnclass="stub"1
3

(3)由f(x)=-2x+b知ln(2+3x)-class="stub"3
2
x2+2x-b=0

ϕ(x)=ln(2+3x)-class="stub"3
2
x2+2x-b
,则ϕ′(x)=class="stub"3
2+3x
-3x+2=
7-9x2
2+3x

x∈[0,
7
3
]
时,ϕ'(x)>0,于是ϕ(x)在[0,
7
3
]
上递增;当x∈[
7
3
,1]
时,ϕ'(x)<0,于是ϕ(x)在[
7
3
,1]
上递减,而ϕ(
7
3
)>ϕ(0)
ϕ(
7
3
)>ϕ(1)
∴f(x)=-2x+b即ϕ(x)=0在[0,1]上恰有两个不同实根等价于
ϕ(0)=ln2-b≤0
ϕ(
7
3
)ln(2+
7
)-class="stub"7
6
+
2
7
3
-b>0
ϕ(1)=ln5+class="stub"1
2
-b≤0
,解得ln5+class="stub"1
2
≤b<ln(2+
7
)-class="stub"7
6
+
2
7
3

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