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已知函数f(x)=12x2+(a-3)x+lnx.若函数f是定义域上的单调函数,求实数a的最小值;方程f(x)=(12-a)x2+(a-2)x

题文

已知函数f(x)=12x2+(a-3)x+lnx.
(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f(x)=(12-a)x2+(a-2)x+2lnx.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)=y1-y2x1-x2成立?若存在,请求出x0的值;若不存在,请说明理由. 题型:未知 难度:其他题型

答案

(Ⅰ)f/(x)=x+a-3+1x(x>0).(2分)
若函数f(x)在(0,+∞)上递增,
则f′(x)≥0对x>0恒成立,即a≥-(x+1x)+3对x>0恒成立,
而当x>0时,-(x+1x)+3≤-2+3=1.
∴a≥1.
若函数f(x)在(0,+∞)上递减,
则f′(x)≤0对x>0恒成立,即a≤-(x+1x)+3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f(x)=(12-a)x2+(a-2)x+2lnx=0,
得:(a-12)x2+(2-a)x=2lnx,
即:a=lnx+xx2,令r(x)=lnx+xx2,r′(x)=(1x+1)x2-2x(lnx+x) x4=1-x-2lnxx3
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=lnx+xx2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.k=f(x1)-f(x2)x1-x2=12x21+(a-3)x1+lnx1-12x22-(a-3)x2-lnx2x1-x2=x0+(a-3)+lnx1x2x1-x2.(9分)
f/(x0)=x0+(a-3)+1x0.
若k=f′(x0),则lnx1x2x1-x2=1x0,即lnx1x2x1-x2=2x1+x2,即lnx1x2=2x1x2-2x1x2+ 1.(*)(12分)
令t=x1x2,u(t)=lnt-2t-2t+1(0<t<1),
则u′(t)=(t-1)2t(t+1)2>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)

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解析

1x

考点

据考高分专家说,试题“已知函数f(x)=12x2+(a-3)x.....”主要考查你对 [函数的奇偶性、周期性 ]考点的理解。 函数的奇偶性、周期性

函数的奇偶性定义:

偶函数:一般地,如果对于函数f(x)的定义域内任意一个x,都有f(-x)=f(x),则称函数f(x)为偶函数。
奇函数:一般地,如果对于函数f(x)的定义域内任意一个x,都有f(-x)=-f(x),那么函数f(x)是奇函数。 
 
函数的周期性

(1)定义:若T为非零常数,对于定义域内的任一x,使f(x+T)=f(x)恒成立,则f(x)叫做周期函数,T叫做这个函数的一个周期。
周期函数定义域必是无界的。
(2)若T是周期,则k·T(k≠0,k∈Z)也是周期,所有周期中最小的正数叫最小正周期。一般所说的周期是指函数的最小正周期。
周期函数并非都有最小正周期,如常函数f(x)=C。

奇函数与偶函数性质:

(1)奇函数与偶函数的图像的对称性:奇函数的图像关于原点对称,偶函数的图像关于y轴对称。
(3)在公共定义域内,①两个奇函数的和是奇函数,两个奇函数的积是偶函数; ②两个偶函数的和、积是偶函数; ③一个奇函数,一个偶函数的积是奇函数。

注:定义域在数轴上关于原点对称是函数f(x)为奇函数或偶函数的必要但不充分条件.

1、函数是奇函数或偶函数的前提定义域必须关于原点对称;定义域在数轴上关于原点对称是函数f(x)为奇函数或偶函数的必要但不充分条件.

2、函数的周期性    令a , b 均不为零,若: 
(1)函数y = f(x) 存在 f(x)=f(x + a) ==> 函数最小正周期 T=|a| 
(2)函数y = f(x) 存在f(a + x) = f(b + x) ==> 函数最小正周期 T=|b-a| 
(3)函数y = f(x) 存在 f(x) = -f(x + a) ==> 函数最小正周期 T=|2a| 
(4)函数y = f(x) 存在 f(x + a) =
已知函数f(x)=12x2+(a-3)x+lnx.若函数f是定义域上的单调函数,求实数a的最小值;方程f(x)=(12-a)x2+(a-2)x
  ==> 函数最小正周期 T=|2a| 
(5)函数y = f(x) 存在 f(x + a) = 
已知函数f(x)=12x2+(a-3)x+lnx.若函数f是定义域上的单调函数,求实数a的最小值;方程f(x)=(12-a)x2+(a-2)x
  ==> 函数最小正周期 T=|4a|

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