解答题设函数f(x)=ln|x|-x2+ax.
(Ⅰ)求函数f(x)的导函数f′(x);
(Ⅱ)若x1、x2为函数f(x)的两个极值点,且,试求函数f(x)的单调递增区间;
(Ⅲ)设函数f(x)在点C(x0,f(x0))(x0为非零常数)处的切线为l,若函数f(x)图象上的点都不在直线l的上方,试探求x0的取值范围.
网友回答
解:(Ⅰ)函数f(x)=ln|x|-x2+ax的定义域为{x|x∈R,x≠0}.
当x>0时,f(x)=lnx-x2+ax,∴;??…(1分)
当x<0时,f(x)=ln(-x)-x2+ax,∴;?…(3分)
综上可得?.…(4分)
(Ⅱ)∵=,x1、x2为函数f(x)的两个极值点,
∴x1、x2为方程-2x2+ax+1=0的两根,所以,
又∵,∴a=-1.…(5分)
此时,,
由f'(x)≥0得,
当x>0时,,此时;
当x<0时,(2x-1)(x+1)≥0,∴x≤-1或x≥,此时x≤-1.
∴当f'(x)≥0时,x≤-1或.…(7分)
当f'(x)≤0时,同理解得.…(8分)
综上可知a=-1满足题意,且函数f(x)的单调递增区间为(-∞,-1]和.…(9分)
(Ⅲ)∵,又,
∴切线l的方程为,
即(x0为常数).…(10分)
令=,=,(11分)
当x0>0时,x、g'(x)、g(x)的关系如下表:
x(0,x0)x0(x0,+∞)g'(x)+0-+0-g(x)↗极大值↘↗极大值↘当x0<0时,x、g'(x)、g(x)的关系如下表:
x(-∞,x0)x0(x0,0)g'(x)+0-+0-g(x)↗极大值↘↗极大值↘函数f(x)=ln|x|-x2+ax的图象恒在直线l的下方或直线l上,
等价于g(x)≤0对x≠0恒成立.
∴只需g(x0)≤0和同时成立.…(12分)
∵g(x0)=0,∴只需.
下面研究函数,
∵,
∴m(x)在(0,+∞)上单调递增,
注意到m(1)=0,∴当且仅当0<x≤1时,m(x)≤0.…(13分)
∴当且仅当时,,
由解得或.
∴x0的取值范围是.…(14分)解析分析:(Ⅰ)确定函数的定义域,分类讨论,将函数化简,再求导函数即可;(Ⅱ)根据x1、x2为函数f(x)的两个极值点,利用韦达定理,可求a的值,即得到函数解析式,求导函数,利用f'(x)≥0,可得函数f(x)的单调递增区间;(Ⅲ)确定切线l的方程,再构造新函数g(x),求导数,确定函数的单调性与极值,从而函数f(x)=ln|x|-x2+ax的图象恒在直线l的下方或直线l上,等价于g(x)≤0对x≠0恒成立,即只需g(x0)≤0和,由此可得x0的取值范围.点评:本题主要考查函数、导数等基础知识,考查推理论证能力、运算求解能力,考查数形结合思想、化归与转化思想、分类与整合思想、函数与方程思想.