题文
已知a>0,设函数f(x)=alnx-2a•x+2a,g(x)=12(x-2a)2.(Ⅰ)求函数h(x)=f(x)-g(x)的最大值;
(Ⅱ)若e是自然对数的底数,当a=e时,是否存在常数k、b,使得不等式f(x)≤kx+b≤g(x)对于任意的正实数x都成立?若存在,求出k、b的值,若不存在,请说明理由. 题型:未知 难度:其他题型
答案
(I)∵h(x)=f(x)-g(x)=alnx-2ax+2a-12(x-2a)2=alnx-12x2(x>0)(2分)对函数h(x)求导可得,h′(x)=ax-x=-(x+a)(x-a)x
∵x>0
∴当0<x<a时,h′(x)>0,h(x)在(0,a)上单调递增,
当x>a时,h′(x)<0,h(x)在(a,+∞)上单调递减
∴x=a是函数h(x)唯一的极大值即是函数的最大值h(a)=alna-a2(4分)
(II)当a=e时,h(x)=f(x)-g(x)的最大值为0
即f(x)≤g(x),当且仅当x=e时取等号(6分)
∴函数f(x,g(x)的图象在x=e处有且仅有一个公共点(e,e2)
∵f′(x)=ex -2e,函数f(x)的图象在x=e处的切线斜率k=-e
g′(x)=x-2e,函数g(x)在x=e处的切线斜率k=-e
∴f(x)与g(x)的图象在x=e处有公共的切线方程为y=-ex+3e2(8分)
设F(x)=f(x)-(-ex+3e2)=elnx-ex+e2,F′(x)=ex-e=-e(x-e)x
x(0,e)e(e,+∞) F'(x)+0-F(x)↑极大值↓∴当x=e时,函数F(x)取得最大值0
∴f(x)≤-ex+3e2恒成立;…(10分)
∵g(x)-(-ex+3e2)=12x2-ex+e2=12(x-e)2≥0,
∴g(x)≥-ex+3e2在x∈R时恒成立;
∴当a=e时,k=-e,b=3e2.
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解析
a考点
据考高分专家说,试题“已知a>0,设函数f(x)=alnx-2.....”主要考查你对 [函数的奇偶性、周期性 ]考点的理解。 函数的奇偶性、周期性函数的奇偶性定义:
偶函数:一般地,如果对于函数f(x)的定义域内任意一个x,都有f(-x)=f(x),则称函数f(x)为偶函数。
奇函数:一般地,如果对于函数f(x)的定义域内任意一个x,都有f(-x)=-f(x),那么函数f(x)是奇函数。
函数的周期性:
(1)定义:若T为非零常数,对于定义域内的任一x,使f(x+T)=f(x)恒成立,则f(x)叫做周期函数,T叫做这个函数的一个周期。
周期函数定义域必是无界的。
(2)若T是周期,则k·T(k≠0,k∈Z)也是周期,所有周期中最小的正数叫最小正周期。一般所说的周期是指函数的最小正周期。
周期函数并非都有最小正周期,如常函数f(x)=C。
奇函数与偶函数性质:
(1)奇函数与偶函数的图像的对称性:奇函数的图像关于原点对称,偶函数的图像关于y轴对称。
(3)在公共定义域内,①两个奇函数的和是奇函数,两个奇函数的积是偶函数; ②两个偶函数的和、积是偶函数; ③一个奇函数,一个偶函数的积是奇函数。
注:定义域在数轴上关于原点对称是函数f(x)为奇函数或偶函数的必要但不充分条件.
1、函数是奇函数或偶函数的前提定义域必须关于原点对称;定义域在数轴上关于原点对称是函数f(x)为奇函数或偶函数的必要但不充分条件.
2、函数的周期性 令a , b 均不为零,若:
(1)函数y = f(x) 存在 f(x)=f(x + a) ==> 函数最小正周期 T=|a|
(2)函数y = f(x) 存在f(a + x) = f(b + x) ==> 函数最小正周期 T=|b-a|
(3)函数y = f(x) 存在 f(x) = -f(x + a) ==> 函数最小正周期 T=|2a|
(4)函数y = f(x) 存在 f(x + a) =
==> 函数最小正周期 T=|2a|
(5)函数y = f(x) 存在 f(x + a) =
==> 函数最小正周期 T=|4a|