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已知函数f=lnx,g=12ax2+bx,a≠0.若b=2,且h=f-g存在单调递减区间,求a的取值范围;设函数f(x

题文

已知函数f(x)=lnx,g(x)=12ax2+bx,a≠0.
(Ⅰ)若b=2,且h(x)=f(x)-g(x)存在单调递减区间,求a的取值范围;
(Ⅱ)设函数f(x)的图象C1与函数g(x)图象C2交于点P、Q,过线段PQ的中点作x轴的垂线分别交C1,C2于点M、N,证明C1在点M处的切线与C2在点N处的切线不平行. 题型:未知 难度:其他题型

答案

(I)b=2时,h(x)=lnx-12ax2-2x,
则h′(x)=1x-ax-2=-ax2+2x-1x.
因为函数h(x)存在单调递减区间,所以h'(x)<0有解.
又因为x>0时,则ax2+2x-1>0有x>0的解.
①当a>0时,y=ax2+2x-1为开口向上的抛物线,ax2+2x-1>0总有x>0的解;
②当a<0时,y=ax2+2x-1为开口向下的抛物线,而ax2+2x-1>0总有x>0的解;
则△=4+4a>0,且方程ax2+2x-1=0至少有一正根.此时,-1<a<0.
综上所述,a的取值范围为(-1,0)∪(0,+∞).
(II)设点P、Q的坐标分别是(x1,y1),(x2,y2),0<x1<x2
则点M、N的横坐标为x=x1+x22,
C1在点M处的切线斜率为k1=1x,x=x1+x22,k1=2x1+x2,
C2在点N处的切线斜率为k2=ax+b,x=x1+x22,k2=a(x1+x2)2+b.
假设C1在点M处的切线与C2在点N处的切线平行,则k1=k2
即2x1+x2=a(x1+x2)2+b,
则2(x2-x1)x1+x2
=a2(x22-x12)+b(x2-x1
=a2(x22+bx2)-(a2x12+bx1
=y2-y1
=lnx2-lnx1
所以lnx2x1=2(x2x1-1)1+x2x1.设t=x2x1,则lnt=2(t-1)1+t,t=1①
令r(t)=lnt-2(t-1)1+t,t>1.则r′t=1t-4(t+1)2=(t-1)2t(t+1)2.
因为t>1时,r'(t)>0,所以r(t)在[1,+∞)上单调递增.故r(t)>r(1)=0.
则lnt>2(t-1)1+t.这与①矛盾,假设不成立.
故C1在点M处的切线与C2在点N处的切线不平行.

解析

12

考点

据考高分专家说,试题“已知函数f(x)=lnx,g(x)=12.....”主要考查你对 [函数的单调性、最值 ]考点的理解。 函数的单调性、最值

单调性的定义:

1、对于给定区间D上的函数f(x),若对于任意x1,x2∈D,当x1<x2时,都有f(x1)<f(x2),则称f(x)是区间上的增函数;当x1<x2时,都有f(x1)>f(x2),则称f(x)是区间D上的减函数。

2、如果函数y=f(x)在区间上是增函数或减函数,就说函数y=f(x)在区间D上具有(严格的)单调性,区间D称为函数f(x)的单调区间。如果函数y=f(x)在区间D上是增函数或减函数,区间D称为函数f(x)的单调增或减区间 
 
3、最值的定义:
最大值:一般地,设函数y=f(x)的定义域为I,如果存在实数M,满足: ①对于任意的x∈I,都有f(x)≤M;②存在x0∈I,使得f(x0)=M;那么,称M是f(x)的最大值.
最小值:一般地,设函数y=f(x)的定义域为I,如果存在实数M,满足: ①对于任意的x∈I,都有f(x)≥M;②存在x0∈I,使得f(x0)=M;那么,称M是f(x)的最小值 p.MsoNormal, li.MsoNormal, div.Msonormal {margin:0cm;margin-bottom:.0001pt;text-align:justify;text-justify:inter-ideograph;font-size:10.5pt;font-family:"Times New Roman";}div.Section1 {page:Section1;}p.MsoNormal, li.MsoNormal, div.Msonormal {margin:0cm;margin-bottom:.0001pt;text-align:justify;text-justify:inter-ideograph;font-size:10.5pt;font-family:"Times New Roman";}div.Section1 {page:Section1;}

判断函数f(x)在区间D上的单调性的方法

(1)定义法:其步骤是:
①任取x1,x2∈D,且x1<x2;
②作差f(x1)-f(x2)或作商
已知函数f=lnx,g=12ax2+bx,a≠0.若b=2,且h=f-g存在单调递减区间,求a的取值范围;设函数f(x
,并变形;
③判定f(x1)-f(x2)的符号,或比较
已知函数f=lnx,g=12ax2+bx,a≠0.若b=2,且h=f-g存在单调递减区间,求a的取值范围;设函数f(x
与1的大小;
④根据定义作出结论。
(2)复合法:利用基本函数的单调性的复合。
(3)图象法:即观察函数在区间D上部分的图象从左往右看是上升的还是下降的。

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