第4课时利用导数研究不等式恒成立求参数范围专题课时作业1.已知函数f(x)=lnx-
若f(x)<x2在(1,+∞)上恒成立,求a的取值范围.解:∵f(x)<x2,∴lnx-<x2,又x>0,∴a>xlnx-x3,令g(x)=xlnx-x3,则h(x)=g′(x)=1+lnx-3x2,h′(x)=-6x=,∵当x∈(1,+∞)时,h′(x)<0,∴h(x)在(1,+∞)上是减函数,∴h(x)<h(1)=-2<0,即g′(x)<0
∴g(x)在(1,+∞)上也是减函数,∴g(x)<g(1)=-1,∴当a≥-1时,f(x)<x2在(1,+∞)上恒成立.2.设函数f(x)=ax2lnx+b(x-1),曲线y=f(x)过点(e,e2-e+1),且在点(1,0)处的切线方程为y=0
(1)求a,b的值;(2)证明:当x≥1时,f(x)≥(x-1)2;(3)若当x≥1时,f(x)≥m(x-1)2恒成立,求实数m的取值范围.解:(1)由题意可知,f(x)=ax2lnx+b(x-1)的定义域为{x|x>0},即x∈(0,+∞),f′(x)=2axlnx+ax+b(x>0),∵f′(1)=a+b=0,f(e)=ae2+b(e-1)=a(e2-e+1)=e2-e+1,∴a=1,b=-1
(2)f(x)=x2lnx-x+1,设g(x)=x2lnx+x-x2(x≥1),g′(x)=2xlnx-x+1,由[g′(x)]′=2lnx+1>0,得g′(x)在[1,+∞)上单调递增,∴g′(x)≥g′(1)=0,∴g(x)在[1,+∞)上单调递增,∴g(x)≥g(1)=0
∴f(x)≥(x-1)2
(3)设h(x)=x2lnx-x-m(x-1)2+1(x≥1),h′(x)=2xlnx+x-2m(x-1)-1,由(2)知x2lnx≥(x-1)2+x-1=x(x-1),∴xlnx≥x-1,∴h′(x)≥3(x