已知函数f(x)=x+a/x,g(x)=a-2x 若不等式f(x)大于等于g(x)在 [1,正无穷]恒成立,试求实数a的取值范围.

问题描述:

已知函数f(x)=x+a/x,g(x)=a-2x 若不等式f(x)大于等于g(x)在 [1,正无穷]恒成立,试求实数a的取值范围.

由题意,本题就是f(x)-g(x)≥0在[1,+∞)上恒成立的问题
化简可得3x+a/x≥a在[1,+∞)上恒成立的问题
令u(x)=3x+a/x,
①当a≤0时,u(x)在[1,+∞)上单调递增,恒成立
②当0<a≤1时,u(x)在[1,+∞)上单调递增,恒成立
③当a>1时,u(x)在[1,√a]上单调递减,在[√a,+∞)上单调递增
只需满足u(√a)≥a即可
∴a≤4
综上,a≤4

设h(x)=f(x)-g(x)=3x+a/x-a在[1,+∞)大于等于0恒成立,只需h(x)的最小值≥0
h'(x)=3-ax^(-2),令h'(x)=0,x^2=a/3
1)若a≤0则无根,h'(x)≥0恒成立,所以h(x)增函数,最小值就是h(1)=3≥0恒成立
2)若a>0则x=√(a/3)(负的舍了)
i)当√(a/3)≤1时,即0 ii)当√(a/3)>1时,即a>3,
x∈[1,√(a/3)]时,h'(x)0
所以h(x)先减后增,h(√(a/3))为最小值=[2√(3a)]-a≥0
解得0≤a≤12,所以3综上,a≤0或0

f(x)≥g(x)即为x+(a/x)≥a-2a.
化简得:3x²-ax+a≥0
当根的判别式 a²-12a≤0时,上述等式恒成立,所以在[1,+∞)上也恒成立.
即:a∈[0,12]
根的判别式 a²-12a>0时,函数y=3x²-ax+a与x轴有两个交点,x1和x2,且x2>x1.若使3x²-ax+a≥0在 [1,+∞]恒成立,x2≤1.
解a²-12a>0得,a12;
若满足1>x2>x1,必有函数y=3x²-ax+a的对称轴x=a/6