(2011•枣庄二模)已知函数f(x)=lnx-[1/2]ax2+bx(a>0),且f′(1)=0

(2011•枣庄二模)已知函数f(x)=lnx-[1/2]ax2+bx(a>0),且f′(1)=0
(1)试用含有a的式子表示b,并求f(x)的单调区间;
(2)设函数f(x)的最大值为g(a),试证明不等式:g(a)>ln(1+[a/2])-1
(3)首先阅读材料:对于函数图象上的任意两点A(x1,y1),B(x2,y2)(x1<x2),如果在函数图象上存在点M(x0,y0)(x0∈(x1,x2)),使得f(x)在点M处的切线l∥AB,则称AB存在“相依切线”特别地,当x0=
x1+x2
2
时,则称AB存在“中值相依切线”.请问在函数f(x)的图象上是否存在两点A(x1,y1),B(x2,y2),使得AB存在“中值相依切线”?若存在,求出一组A、B的坐标;若不存在,说明理由.
sukanye 1年前 已收到1个回答 举报

budaocun 幼苗

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解题思路:(1)根据对数函数的定义求得函数的定义域,根据f(x)的解析式求出f(x)的导函数,利用f′(1)=0,代入导函数化简即可得到a与b的关系式,用a表示出b;然后分别令导函数大于0和小于0得到关于x的不等式,求出不等式的解集即可得到相应的x的范围即分别为函数的递增和递减区间;
(2)根据(1)求出函数f(x)的最大值为g(a),构造函数φ(a)=ln(1+
a
2
)-[a/2],利用导数 研究该函数的最值,即可证明结论;
(3)假设函数f(x)的图象上存在两点A(x1,y1),B(x2,y2),使得AB存在“中值相依切线”,根据斜率公式求出直线AB的斜率,利用导数的几何意义求出直线AB的斜率,它们相等,再通过构造函数,利用导数研究函数的单调性和最值即可证明结论.

(1)f(x)的定义域为(0,+∞),
∵f′(x)=[1/x−ax+b=0,
∴b=a-1,∴f′(x)=
1
x−ax+a−1=−
(ax+1)(x−1)
x],
当f′(x)>0时,得-
(ax+1)(x−1)
x>0,
∵x>0,a>0,解得0<x<1,
当f′(x)<0时,得-
(ax+1)(x−1)
x>0,∵x>0,a>0,解得x>1,
∴当f(x)在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减;
(2)证明:g(a)=f(1)=[a/2−1,f′(x)=−
(ax+1)(x−1)
x](x>0),
令φ(a)=ln(1+
a
2)-[a/2],则φ′(a)=[−a
2(2+a)<0,
∴φ(a)在(0,+∞)上是减函数,
∴φ(a)<φ(0)=0,即ln(1+
a/2])-[a/2]<0,
(3)假设函数f(x)的图象上存在两点A(x1,y1),B(x2,y2),使得AB存在“中值相依切线”,
则kAB=
y2−y1
x2−x1=
lnx2−lnx1
x2−x1−
a(x2+x1)
2+a-1,
f′(
x2+x1
2)=[2
x2+x1−
a(x2+x1)/2+a−1,
又kAB=f′(
x2+x1
2])得
lnx2−lnx1
x2−x1

点评:
本题考点: 导数在最大值、最小值问题中的应用;利用导数研究函数的单调性;利用导数研究曲线上某点切线方程.

考点点评: 此题考查学生会利用导函数的正负求出函数的单调区间,灵活运用中点坐标公式化简求值,掌握反证法进行命题证明的方法,是一道综合题,属难题.

1年前

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