已知正数a,b,c满足:5c-3a≤b≤4c-a,clnb≥a+clnc,则ba的取值范围是______.

问题描述:

已知正数a,b,c满足:5c-3a≤b≤4c-a,clnb≥a+clnc,则

b
a
的取值范围是______.

∵4c-a≥b>0

c
a
1
4

∵5c-3a≤4c-a,
c
a
≤2.
从而
b
a
≤2×4-1=7,特别当
b
a
=7时,第二个不等式成立.等号成立当且仅当a:b:c=1:7:2.
又clnb≥a+clnc,
∴0<a≤cln
b
c

从而
b
a
b
c
ln
b
c
,设函数f(x)=
x
lnx
(x>1),
∵f′(x)=
lnx−1
(lnx)2
,当0<x<e时,f′(x)<0,当x>e时,f′(x)>0,当x=e时,f′(x)=0,
∴当x=e时,f(x)取到极小值,也是最小值.
∴f(x)min=f(e)=
e
lne
=e.
等号当且仅当
b
c
=e,
b
a
=e成立.代入第一个不等式知:2≤
b
a
=e≤3,不等式成立,从而e可以取得.等号成立当且仅当a:b:c=1:e:1.
从而
b
a
的取值范围是[e,7]双闭区间.
答案解析:由题意可求得
1
4
c
a
≤2,而5×
c
a
-3≤
b
a
≤4×
c
a
-1,于是可得
b
a
≤7;由c ln b≥a+c ln c可得0<a≤cln
b
c
,从而
b
a
b
c
ln
b
c
,设函数f(x)=
x
lnx
(x>1),利用其导数可求得f(x)的极小值,也就是
b
a
的最小值,于是问题解决.
考试点:导数在最大值、最小值问题中的应用;不等式的综合.

知识点:本题考查不等式的综合应用,得到
b
a
b
c
ln
b
c
,通过构造函数求
b
a
的最小值是关键,也是难点,考查分析与转化、构造函数解决问题的能力,属于难题.