已知f(x)=x-ax(a>0),g(x)=2lnx+bx,且直线y=2x-2与曲线y=g(x)相切.(Ⅰ)求b的值;(Ⅱ)若对[1,+∞)内的一切实x,不等式f(x)≥g(x)恒成立,求实数a的取值范围.
问题描述:
已知f(x)=x-
(a>0),g(x)=2lnx+bx,且直线y=2x-2与曲线y=g(x)相切.a x
(Ⅰ)求b的值;
(Ⅱ)若对[1,+∞)内的一切实x,不等式f(x)≥g(x)恒成立,求实数a的取值范围.
答
(Ⅰ)设点(x0,y0)为直线y=2x-2与曲线y=g(x)的切点,
则有2lnx0+bx0=2x0-2 (*)
∵g′(x)=
+b,2 x
∴
+b=2 (**)2 x0
联立(*)(**)两式,解得b=0;
(Ⅱ)∵b=0,
∴g(x)=2lnx.
由f(x)≥g(x)整理,得
≤x−2lnx,a x
∵x≥1,
∴要使不等式f(x)≥g(x)恒成立,必须a≤x2-2xlnx恒成立.
设h(x)=x2-2xlnx,h′(x)=2x−2(lnx+x•
)=2x−2lnx−2,1 x
再设m(x)=2x-2lnx-2,
∴当x≥1时,m′(x)>0,则h′(x)是增函数,
∴h′(x)≥h′(1)=0,h(x)是增函数,h(x)≥h(1)=1,
∴a≤1.
答案解析:(Ⅰ)设出切点坐标,求出函数在切点处的导数,把切点横坐标分别代入曲线和直线方程,由纵坐标相等得一关系式,再由切点处的导数等于切线的斜率得另一关系式,联立后求得b的值;
(Ⅱ)把b的值代入函数解析式,把不等式f(x)≥g(x)恒成立分离变量转化为a≤x2-2xlnx恒成立,
构造辅助函数h(x)=x2-2xlnx,利用导数求其最小值得答案.
考试点:利用导数研究曲线上某点切线方程.
知识点:本题考查了利用导数研究曲线上某点处的切线方程,考查了利用导数求函数的最值,训练了分离变量法和函数构造法,运用二次求导求函数的最值是解答该题的关键,是压轴题.