已知函数.
(Ⅰ)若函数f(x)是定义域上的单调函数,求实数a的最小值;
(Ⅱ)方程.有两个不同的实数解,求实数a的取值范围;
(Ⅲ)在函数f(x)的图象上是否存在不同两点A(x1,y1),B(x2,y2),线段AB的中点的横坐标为x0,有f′(x0)=成立?若存在,请求出x0的值;若不存在,请说明理由.
网友回答
解:(Ⅰ).(2分)
若函数f(x)在(0,+∞)上递增,
则f′(x)≥0对x>0恒成立,即对x>0恒成立,
而当x>0时,.
∴a≥1.
若函数f(x)在(0,+∞)上递减,
则f′(x)≤0对x>0恒成立,即对x>0恒成立,
这是不可能的.
综上,a≥1.
a的最小值为1.(6分)
(Ⅱ)由=0,
得:,
即:a=,令r(x)=,r′(x)==
得1-x-2lnx=0的根为1,
所以当0<x<1时,r′(x)>0,则r(x)单调递增,
当x>1时,r′(x)<0,则r(x)单调递减,
所以r(x)在x=1处取到最大值r(1)=1,
又x→0时r(x)→0,又x→+∞时,r(x)→0,
所以要使y=与y=a有两个不同的交点,则有?0<a<1???????????????????????????????????????…8分
(III)假设存在,不妨设0<x1<x2.=.(9分)
.
若k=f′(x0),则,即,即.(*)(12分)
令,(0<t<1),
则>0.∴u(t)在0<t<1上是增函数,
∴u(t)<u(1)=0,
∴(*)式不成立,与假设矛盾.∴k≠f′(x0).
因此,满足条件的x0不存在.(16分)
解析分析:(I)求出导函数,令导函数大于等于0恒成立或小于等于0恒成立,分离出a,利用基本不等式求出a的范围,从而求出a的最小值.(Ⅱ)由=0,得a=,令r(x)=,利用导数研究其单调性及最值,从而得出要使y=与y=a有两个不同的交点,求出实数a的取值范围;(III)利用两点连线的斜率公式求出k并且化简k,求出f′(x0)列出方程,通过换元构造新函数,通过导数判断出函数的单调性,求出最值,得到矛盾.
点评:本小题主要考查利用导数研究函数的单调性、利用导数求闭区间上函数的最值、存在性问题等基础知识,考查运算求解能力,考查化归与转化思想.解决是否存在这种探索性的问题,常假设存在去求,若求出则存在,若求不出则不存在.