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已知函数f(x)=x2+2ax,g(x)=3a2lnx+b.其中a,b∈R. (...

已知函数f(x)=manfen5.com 满分网x2+2ax,g(x)=3a2lnx+b.其中a,b∈R.
(1)设两曲线y=f(x)与y=g(x)有公共点,且在公共点处的切线相同,若a>0,试建立b关于a的函数关系式;
(2)在(1)的条件下求b的最大值;
(3)若b=0时,函数h(x)=f(x)+g(x)-(2a+6)x在(0,4)上为单调函数,求a的取值范围.
(1)设公共点(x,y),根据题意得到,f(x)=g(x),f′(x)=g′(x),解出b关于a的函数关系式; (2)令b'(a)=0,得a=,经过判断当a=时,b(a)为极大值,即b的最大值; (3)根据已知h(x)为单调函数,则h′(x)≥0或h′(x)≤0,解出a的取值范围即可. 【解析】 (1)设y=f(x)与y=g(x)(x>0)在公共点(x,y)处的切线相同. f′(x)=x+2a,g′(x)=. 由题意知f(x)=g(x),f′(x)=g′(x) 即, 解得x=a或x=-3a(舍去), b=-3a2lna(a>0) (2)b'(a)=5a-6alna-3a=2a(1-3lna). 令b'(a)=0,则,当a变化时,b'(a)及b(a)的变化情况如下表: 所以,时,b(a)有最大值. (3)h(x)=x2+3a2lnx-6x,h′(x)=x+-6 要使h(x)在(0,4)上单调, 须h′(x)=x+-6≤0或h′(x)=x+-6≥0在(0,4)上恒成立. h′(x)=x+-6≤0在(0,4)上恒成立 ⇔3a2≤-x2+6x在(0,4)上恒成立. 而-x2+6x>0,且-x2+6x可为足够小的正数,必有a=0 或h′(x)=x+-6≥0在(0,4)上恒成立 ⇔3a2≥(-x2+6x)max=9,得a≥或a≤-. 综上,所求a的取值范围为a≥或a≤-或a=0.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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