已知函数f(x)=12x2−b,g(x)=3a2lnx−2ax(其中a>0)的图象有公共点,且在该点处的切线相同.

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  • 解题思路:(I)设出函数的公共点,对两个函数求导,根据两个函数在这个点上的切线相同,得到两个关系式,整理变化出b的函数式,求出最大值.

    (II)构造新函数,对两个函数做差,构造新函数,对新函数求导,得到函数在正数范围上的单调性,求出最小值,最小值等于0,得到不等式.

    (I)设函数f(x)与函数g(x)的图象有公共点(x0,y0

    又f′(x)=x,g′(x)=

    3a2

    x−2a

    由题意:

    1

    2

    x02−b=3a2lnx0−2ax0,①

    x0=

    3a2

    x0−2a,②

    由②得x0=a(其中x0=-3a舍去)

    代入到①中得

    设h(a)=

    5

    2a2−3a2lna⇒h′(a)=2a(1−3lna)

    考虑到a>0,由h′(a)>0⇒0<a<e

    1

    3,由h′(a)<0⇒a>e

    1

    3

    ∴h(a)在(0,e

    1

    3]上单调递增,在[e

    1

    3,+∞)上单调递减,

    故a=e

    1

    3时,h(a)即b取得最大值[3/2e

    2

    3].

    (II)设F(x)=f(x)−g(x)=

    1

    2x2+2ax−3a2lnx−b(x>0)

    F′(x)=

    (x−a)(x+3a)

    x(x>0)

    ∴F(x)在(0,a]上单调递减,在[a,+∞)上单调递增,

    故F(x)≥F(a)=f(a)-g(a)=f(x0)-g(x0)=0,

    即f(x)≥g(x)

    点评:

    本题考点: 导数的几何意义;导数在最大值、最小值问题中的应用.

    考点点评: 本题考查导数在求最值的应用,本题解题的关键是构造新函数,根据新函数的性质,得到要求的结论,注意本题的运算不要出错.