已知f(x)=xlnx,g(x)=x3+ax2-x+2.(Ⅰ)如果函数g(x)的单调递减区间为(-13,1),求函数g(x)的解析式;(Ⅱ)在(Ⅰ)的条件下,求函数y=g(x)的图象在点P(-1,1)

题目简介

已知f(x)=xlnx,g(x)=x3+ax2-x+2.(Ⅰ)如果函数g(x)的单调递减区间为(-13,1),求函数g(x)的解析式;(Ⅱ)在(Ⅰ)的条件下,求函数y=g(x)的图象在点P(-1,1)

题目详情

已知f(x)=xlnx,g(x)=x3+ax2-x+2.
(Ⅰ)如果函数g(x)的单调递减区间为(-
1
3
,1)
,求函数g(x)的解析式;
(Ⅱ)在(Ⅰ)的条件下,求函数y=g(x)的图象在点P(-1,1)处的切线方程;
(Ⅲ)若不等式2f(x)≤g′(x)+2的解集为P,且(0,+∞)⊆P,求实数a的取值范围.
题型:解答题难度:中档来源:不详

答案

(Ⅰ)g'(x)=3x2+2ax-1,由题意3x2+2ax-1<0的解集是(-class="stub"1
3
,1)
即3x2+2ax-1=0的两根分别是-class="stub"1
3
,1
将x=1或-class="stub"1
3
代入方程3x2+2ax-1=0得a=-1.
∴g(x)=x3-x2-x+2.
(Ⅱ)由(Ⅰ)知:g'(x)=3x2-2x-1,
∴g'(-1)=4,
∴点P(-1,1)处的切线斜率k=g'(-1)=4,
∴函数y=g(x)的图象在点P(-1,1)处的切线方程为:y-1=4(x+1),即4x-y+5=0.
(Ⅲ)∵(0,+∞)⊆P,
∴2f(x)≤g'(x)+2即:2xlnx≤3x2+2ax+1对x∈(0,+∞)上恒成立可得
a≥lnx-class="stub"3
2
x-class="stub"1
2x
对x∈(0,+∞)上恒成立.
设h(x)=lnx-class="stub"3x
2
-class="stub"1
2x
,则h′(x)=class="stub"1
x
-class="stub"3
2
+class="stub"1
2x2
=-
(x-1)(3x+1)
2x2

令h′(x)=0,得x=1,x=-class="stub"1
3
(舍)
当0<x<1时,h′(x)>0;当x>1时,h′(x)<0
∴当x=1时,h(x)取得最大值,h(x)max=-2.
∴a≥-2,
∴a的取值范围是[-2,+∞)

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