设函数f(x)=x3ax,其中a>0且a≠1,若φ(x)=是区间(0,2)上的增

设函数fx=x3ax,其中a0a1,若φx=是区间(02)上的增函数.

)求a的最小值;

)当a取得最小值时,证明:对于任意的0x1x2,当x1+x2=6时,有fx1)<fx2).

 

答案

【分析】)求导fx=3x2ax+x3axlna=ax3x2+x3lna),故φx=3x2+x3lna,求导φ′x=6x+3lnax2,从而可得当x02)时,φ′x0恒成立,从而化为求函数的最值问题即可;

)当时,,从而化简可得,即3lnx13ln6x1+62x10;令gx=3lnx3ln6x+62xx03),从而求导判断函数的单调性即可.

【解答】解:(fx=3x2ax+x3axlna=ax3x2+x3lna),

∴φx==3x2+x3lna

∴φ′x=6x+3lnax2

∵φx=是区间(02)上的增函数,

x02)时,φ′x=6x+3lnax20恒成立,

恒成立;

x02)时,

lna1

a

a的最小值为

)证明:当时,

0x1x2x1+x2=6

0x13x2=6x1

要证fx1)<fx2),

只需证0x13),

只需证

只需证x2x13lnx23lnx1

只需证3lnx13lnx2+x2x10

只需证3lnx13ln6x1+62x10*);

gx=3lnx3ln6x+62xx03),

x03)时,gx)>0,即gx)在(03)上单调递增,

于是对于任意的0x13gx1)<g3=0,即(*)式成立,

故原命题成立.

【点评】本题考查了函数与不等式的关系应用及导数的综合应用,属于中档题.

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