已知函数f(x)=ln(2ax+1)+x33-x2-2ax(a∈R),(Ⅰ)若y=f(x)在[3,+∞)上为增函数,求实数a的取值范围;(Ⅱ)当a=-12时,方程f(1-x)=(1−x)33+bx有实根,求实数b的最大值.

问题描述:

已知函数f(x)=ln(2ax+1)+

x3
3
-x2-2ax(a∈R),
(Ⅰ)若y=f(x)在[3,+∞)上为增函数,求实数a的取值范围;
(Ⅱ)当a=-
1
2
时,方程f(1-x)=
(1−x)3
3
+
b
x
有实根,求实数b的最大值.

(I)因为函数y=f(x)在[3,+∞)上为增函数,所以f′(x)=x[2ax2+(1−4a)x−(4a2+2)]2ax+1≥0在[3,+∞)上恒成立当a=0时,f′(x)=x(x-2)≥0在[3,+∞)上恒成立,所以y=f(x)在[3,+∞)上为增函数,故a=0...
答案解析:(Ⅰ)y=f(x)在[3,+∞)上为增函数,等价于f′(x)=x[2ax2+(1−4a)x−(4a2+2)]2ax+1≥0在[3,+∞)上恒成立,分类讨论,当a≠0时,由函数f(x)的定义域可知,必须有2ax+1>0对x≥3恒成立,故只能a>0,所以2ax2+(1-4a)x-(4a2+2)≥0在[3,+∞)上恒成立,构造函数g(x)=2ax2+(1-4a)x-(4a2+2),要使g(x)≥0在[3,+∞)上恒成立,只要g(3)≥0即可,从而可求实数a的取值范围;(Ⅱ)当a=-12时,方程f(1-x)=(1−x)33+bx有实根,等价于b=xlnx+x2-x3在(0,+∞)上有解,即求g(x)=xlnx+x2-x3的值域.构造h(x)=lnx+x-x2(x>0),证明h(x)在(0,1)上为增函数,在(1,+∞)上为减函数,即可得出结论.
考试点:导数在最大值、最小值问题中的应用.
知识点:本题考查导数知识的综合运用,考查函数的单调性,考查函数的最值,构建函数是关键,也是难点.