
已知函数f(x)=lnx-12ax2-bx(a≠0).(I) 若b=2,且y=f(x)存在单调递减区间,求a的取值范围;(II
已知函数f(x)=lnx-12ax2-bx(a≠0).(I)若b=2,且y=f(x)存在单调递减区间,求a的取值范围;(II)若函数y=f(x)的图象与x轴交于A,B两点...
已知函数f(x)=lnx-12ax2-bx(a≠0).(I) 若b=2,且y=f(x)存在单调递减区间,求a的取值范围;(II)若函数y=f(x)的图象与x轴交于A,B两点,线段AB中点的横坐标为x0,证明:f′(x0)<0.
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(I)当b=2时,f(x)=lnx-
ax2-2x(x>0),则f′(x)=?
因为函数y=f(x)存在单调递减区间,所以f′(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,若ax2+2x-1>0总有x>0的解;
则需△=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A,B的坐标分别是(x1,0),(x2,0),0<x1<x2,则点AB的中点横坐标为x0=
∵f(x2)-f(x1)=lnx2-lnx1-[
a(x2+x2)+b](x2?x1)=0
∴lnx2-lnx1=[
a(x2+x2)+b](x2?x1)
f′(x0)=
?ax0?b=
×[
?ln
]
设t=
,则y=
?ln
=
1 |
2 |
ax2+2x?1 |
x |
因为函数y=f(x)存在单调递减区间,所以f′(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,若ax2+2x-1>0总有x>0的解;
则需△=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A,B的坐标分别是(x1,0),(x2,0),0<x1<x2,则点AB的中点横坐标为x0=
x1+x2 |
2 |
∵f(x2)-f(x1)=lnx2-lnx1-[
1 |
2 |
∴lnx2-lnx1=[
1 |
2 |
f′(x0)=
1 |
x0 |
1 |
x2?x1 |
2(
| ||
1+
|
x2 |
x1 |
设t=
x2 |
x1 |
2(
| ||
1+
|
x2 |
x1 |