解答题已知函数f(x)=ax-ln(2x+1),其中a∈R.
(Ⅰ)当函数f(x)的图象在点(0,f(0))处的切线方程为y=2x时,求a值;
(Ⅱ)求函数f(x)的单调区间;
(Ⅲ)函数f(x)的图象总是在直线的上方,求a的取值范围.
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解:(I)f′(x)=a-,
∴函数f(x)的图象在点(0,f(0))处的切线方程为y=2x,
∴f′(0)=a-2=2,
∴a=4.
(II)由已知得函数f(x)的定义域为(-,+∞),且f′(x)=a-,
(1)当a≤0时,f′(x)<0,函数f(x)在(-,+∞)上单调递减,
(2)当a>0时,由f′(x)=0,解得.f′(x)、f(x)随x的变化情况如下表
xf′(x)-0+f(x)减极小值增从上表可知
当时,f′(x)<0,函数f(x)在上单调递减.
当时,f′(x)>0,函数f(x)在上单调递增.
综上所述:
当a≤0时,函数f(x)在(-,+∞)上单调递减.
当a>0时,函数f(x)在上单调递减,函数f(x)在上单调递增.
(III)函数f(x)的图象总是在直线的上方,
即ax-ln(2x+1)>在(-,+∞)上恒成立,
即a<在(-,+∞)上恒成立.
设G(x)=,则G′(x)=,
令G′(x)>0得x>,G′(x)<0得-<x<,G′(x)=0得x=,
∴G(x)在x=处取得最小值G()=-.
∴a<-.
∴a的取值范围:a<-.解析分析:(I)根据导数的几何意义求出函数在x=0处的导数,从而得到切线的斜率,建立等式关系,再根据切点在函数图象建立等式关系,解方程组即可求出a;(II)由(Ⅰ)得f'(x),令f′(x)>0和令f′(x)<0,即可求出函数f(x)的单调区间.(III)函数f(x)的图象总是在直线的上方,即ax-ln(2x+1)>在(-,+∞)上恒成立,即a<在(-,+∞)上恒成立.构造函数G(x)=,求函数的导数,根据导数判断函数的单调性,求出最小值,即可得a的取值范围.点评:本题主要考查了利用导数研究曲线上某点切线方程,以及导函数的正负与原函数的单调性之间的关系等基础题知识,考查运算求解能力,考查等价转化能力和分类讨论思想,属于中档题.