已知函数f(x)=lnx,g(x)=a(x2-x)(a≠0,a∈R),h(x)=f(x)-g(x)(I)若a=1,求函数h(x)的极值;(II?)若函数y=h?(x)

发布时间:2020-07-31 09:11:14

已知函数f(x)=lnx,g(x)=a(x2-x)(a≠0,a∈R),h(x)=f(x)-g(x)
(I)若a=1,求函数h(x)的极值;
(II?)若函数y=h?(x)在(1,+∞)上单调递增,求实数a的取值范围;
(III)在函数:y=f(x)的图象上是否存在不同的两点A(x1,y1),B(x2,y2),使线段AB的中点的横坐标x0与直线AB的斜率k之间满足k=f′(x0)?若存在,求出x0;若不存在,请说明理由.

网友回答

解:(Ⅰ)由f(x)=lnx,g(x)=a(x2-x)(a≠0,a∈R),
得:h(x)=f(x)-g(x)=lnx-ax2+ax,
当a=1时,h(x)=lnx-x2+x.
=.
∵函数h(x)的定义域为(0,+∞),且当x∈(0,1)时,h′(x)>0,h(x)在(0,1)上单调递增,
当x∈(1,+∞)时,h′(x)<0,h(x)在(1,+∞)上单调递减,
∴h(x)有极大值h(1)=0,无极小值;
(Ⅱ)h(x)=f(x)-g(x)=lnx-ax2+ax,
则.
∵函数y=h(x)在(1,+∞)上单调递增,则≥0对x>1恒成立.
即对x>1恒成立.
∵x>1时,2x2-x>1,∴,又a≠0,∴a<0.
则a的取值范围是(-∞,0).
(Ⅲ)假设存在,不妨设0<x1<x2,


由k=f′(x0)?,
∴.
令t=,u(t)=?(0<t<1),则,
∴u(t)在(0,1)上单调递增,∴u(t)<u(1)=0,
∴,即.
故k≠f′(x0).
所以不存在符合题意的两点.

解析分析:(Ⅰ)写出h(x),把a=1代入后求导函数,求出导函数在定义域内的零点,然后判断导函数在不同区间段内的符号,从而得到原函数的单调性,最后得到函数h(x)的极值情况;(Ⅱ)根据函数y=h?(x)在(1,+∞)上单调递增,则其导函数在(1,+∞)内大于0恒成立,分离变量后可求不等式一侧所对应的函数的值域,从而求出a的取值范围;(Ⅲ)利用反证法思想,假设两点存在,由线段AB的中点的横坐标x0与直线AB的斜率k之间满足k=f′(x0),利用两点求斜率得到k,把x0也用两点的横坐标表示,整理后得到∴,令t=,引入函数u(t)=?(0<t<1),通过求函数的导函数判断函数单调性得到即,从而得出矛盾,说明假设错误.

点评:本题考查了函数的单调性与导数之间的关系,考查了利用导数分析函数的极值,考查了利用分离变量法求参数的取值范围,训练了反证法解题的基本思想,(Ⅲ)中的转化、变形及构造函数推出矛盾结论是该题的难点,此题属难度较大的题目.
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