已知f(x)=log[2](x+1),当点(x,y)在函数y=f(x)的图象上运动时,点(x/3,y/2)在函数y=g(x)的图象上运动,当x在[0,1]时,求g(x)-f(x)的最大值

问题描述:

已知f(x)=log[2](x+1),当点(x,y)在函数y=f(x)的图象上运动时,点(x/3,y/2)在函数y=g(x)的图象上运动,当x在[0,1]时,求g(x)-f(x)的最大值

由题设可知,y=f(x).y/2=g(x/3).===>f(x)=2g(x/3).===>g(x)=f(3x)/2.∴函数h(x)=g(x)-f(x)=[f(3x)/2]-f(x)=㏒2{[√(3x+1)]/(x+1)}.问题可化为求函数u(x)=[√(3x+1)]/(x+1)在[0,1]上的最大值。

设点(X,Y)为g(x)上的点则
X=x/3;Y =y/2
即x=3X,y=2Y
代入f(x)得
2Y=log[2](3X+1),
∴g(x)=(1/2)*log[2](3x+1),
g(x)-f(x)=log[2]【根号(3x+1)/(x+1)】
令根号(3x+1)=t则x=(t^2-1)/3 因x在[0,1]则t在【1,2】
根号(3x+1)/(x+1)=3t/(t^2+2)
对其求导得 (6-3*t^2)/(t^2+2)^2
当(6-3*t^2)/(t^2+2)^2=0时
函数g(x)-f(x)有最值
∴t=根号2时,即x=1/3时,
g(x)-f(x)=log[2]3-3/2

由题意知y=g(x):y/2 =log[2](x/3 + 1) ,化简得y=g(x)=2log[2](x/3 + 1)
令F(x)=g(x)-f(x)=2log[2](x/3 + 1)-log[2](x+1)
=2[log[2](x+3)-log[2]3]-log[2](x+1)
=log[2](x+3)^2/(x+1)-2log[2]3
因为y=(x+3)^2/(x+1)=[(x+1)^2+4(x+1)+4]/(x+1)=(x+1) + 4/(x+1) + 4
在(0,1)上递减,所以x=0时,取最大值y(max)=9
此时F(x)=F(x)(max)=log[2]9 - 2log[2]3 = 0

g(x)的解析式呢?