已知函数f(x)=lnx,g(x)=12x2?2x,当x>1时,不等式k(x-1)<xf(x)+2g′(x)+3恒成立,
来源:学生作业帮 编辑:搜搜考试网作业帮 分类:综合作业 时间:2024/08/01 10:46:44
已知函数f(x)=lnx,g(x)=12x2?2x,当x>1时,不等式k(x-1)<xf(x)+2g′(x)+3恒成立,则整数k的最
已知函数f(x)=lnx,g(x)=
x
已知函数f(x)=lnx,g(x)=
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![已知函数f(x)=lnx,g(x)=12x2?2x,当x>1时,不等式k(x-1)<xf(x)+2g′(x)+3恒成立,](/uploads/image/z/15201044-44-4.jpg?t=%E5%B7%B2%E7%9F%A5%E5%87%BD%E6%95%B0f%28x%29%EF%BC%9Dlnx%EF%BC%8Cg%28x%29%EF%BC%9D12x2%3F2x%EF%BC%8C%E5%BD%93x%EF%BC%9E1%E6%97%B6%EF%BC%8C%E4%B8%8D%E7%AD%89%E5%BC%8Fk%EF%BC%88x-1%EF%BC%89%EF%BC%9Cxf%EF%BC%88x%EF%BC%89%2B2g%E2%80%B2%EF%BC%88x%EF%BC%89%2B3%E6%81%92%E6%88%90%E7%AB%8B%EF%BC%8C)
因为当x>1时,不等式k(x-1)<xf(x)+2g′(x)+3恒成立,
即k(x-1)<xlnx+2(x-2)+3对一切x∈(1,+∞)恒成立,
亦即k<
xlnx+2x?1
x?1=
xlnx+1
x?1+2对一切x∈(1,+∞)恒成立,
所以不等式转化为k<
xlnx+1
x?1+2对任意x>1恒成立.
设p(x)=
xlnx+1
x?1+2,则p′(x)=
x?lnx?2
(x?1)2,
令r(x)=x-lnx-2(x>1),则r′(x)=1-
1
x=
x?1
x>0
所以r(x)在(1,+∞)上单调递增.
因为r(3)=3-ln3-2=1-ln3<0,r(4)=4-ln4-2=2-2ln2>0,
所以r(x)=0在(1,+∞)上存在唯一实根x0,且满足x0∈(3,4),
当1<x<x0时,r(x)<0,即p′(x)<0;
当x>x0时,r(x)>0,即p′(x)>0.
所以函数p(x)=
xlnx+1
x?1+2在(1,x0)上单调递减,在(x0,+∞)上单调递增,
又r(x0)=x0-lnx0-2=0,所以lnx0=x0-2.
所以[p(x)]min=p(x0)=
x0lnx0+1
x0?1+2=
x0(x0?2)+1
x0?1=x0-1+2∈(4,5),
所以k<[p(x)]min=x0-1+2∈(4,5)
故整数k的最大值是4.
故答案为:4
即k(x-1)<xlnx+2(x-2)+3对一切x∈(1,+∞)恒成立,
亦即k<
xlnx+2x?1
x?1=
xlnx+1
x?1+2对一切x∈(1,+∞)恒成立,
所以不等式转化为k<
xlnx+1
x?1+2对任意x>1恒成立.
设p(x)=
xlnx+1
x?1+2,则p′(x)=
x?lnx?2
(x?1)2,
令r(x)=x-lnx-2(x>1),则r′(x)=1-
1
x=
x?1
x>0
所以r(x)在(1,+∞)上单调递增.
因为r(3)=3-ln3-2=1-ln3<0,r(4)=4-ln4-2=2-2ln2>0,
所以r(x)=0在(1,+∞)上存在唯一实根x0,且满足x0∈(3,4),
当1<x<x0时,r(x)<0,即p′(x)<0;
当x>x0时,r(x)>0,即p′(x)>0.
所以函数p(x)=
xlnx+1
x?1+2在(1,x0)上单调递减,在(x0,+∞)上单调递增,
又r(x0)=x0-lnx0-2=0,所以lnx0=x0-2.
所以[p(x)]min=p(x0)=
x0lnx0+1
x0?1+2=
x0(x0?2)+1
x0?1=x0-1+2∈(4,5),
所以k<[p(x)]min=x0-1+2∈(4,5)
故整数k的最大值是4.
故答案为:4
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