解答题已知函数f(x)=2ln(2x)+x2.
(I)若函数g(x)=f(x)+ax在其定义域内为增函数,求实数a的取值范围;
(II)设h(x)=2f(x)-3x2-kx(k∈R),若h(x)存在两个零点m,n且2x0=m+n,证明:函数h(x)在(x0,h(x0))处的切线不可能平行于x轴.
网友回答
解:(Ⅰ)∵g(x)=ln(2x)+x2+ax,.
由已知,得g'(x)≥0对一切x∈(0,+∞)恒成立.
∴,即对一切x∈(0,+∞)恒成立.
∵,∴.
∴a的取值范围为.??…(5分)
(Ⅱ)h(x)=2[ln(2x)+x2]-3x2-kx=2ln(2x)-x2-kx.
由已知得h(m)=2ln(2m)-m2-km=0,h(n)=2ln(2n)-n2-kn=0.
∴,即.
假设结论不成立,即h'(x0)=0,则,
∴.
又2x0=m+n,
∴==.
∴.
令,则有.
令.
∴=.
∴γ(t)在(1,+∞)上是增函数,
∴当t>1时,γ(t)>γ(1)=0,即.
∴当t>1时,不可能成立,
∴假设不成立.
∴h(x)在(x0,h(x0))处的切线不平行于x轴.??…(14分)解析分析:(I)先将g(x)在(0,+∞)上递增,转化成g′(x)≥0对x∈(0,+∞)恒成立,最后根据分式函数的图象与性质可求出实数a的取值范围;(II)对于存在性问题,可先假设存在,即假设h(x)在(x0,h(x0))处的切线可能平行于x轴,再利用导数研究函数在(1,+∞)上单调递增,最后出现矛盾,说明假设不成立,即切线不能否平行于x轴.点评:此题是个难题.本题主要考查用导数法研究函数的单调性,基本思路是:当函数为增函数时,导数大于等于零;当函数为减函数时,导数小于等于零,根据解题要求选择是否分离变量,体现了转化的思想和分类讨论以及数形结合的思想方法,同时考查了学生的灵活应用知识分析解决问题的能力和计算能力.