2a?12ax?4x?a?1. ?2ax+4=令g(x)=f(x)+4x,则g?(x)?xx1设h(x)?2ax2?4x?a?1,a≤-1,对称轴为x??,
a8a(a?1)?16(a?2)(a?1)?结合图象知h(x)≤≤0,
8aa22?4x?4x?1?(2x?1)于是g?(x)≤=≤0.
xx从而g(x)在(0,+?)单调减少,故g(x1) ≤g(x2),
即 f(x1)+ 4x1≤f(x2)+ 4x2,故对任意x1,x2∈(0,+?) ,f(x1)?f(x2)≥4x1?x2
40. (辽宁,变形构造,二次)
12
x-ax+(a-1)lnx,a?1. 2(1)讨论函数f(x)的单调性;
已知函数f(x)=
w.w.w..s.5.u.c.o.m (2)证明:若a?5,则对任意x1,x2?(0,??),x1?x2,有解:(1)f(x)的定义域为(0,??).
f(x1)?f(x2)??1.
x1?x2a?1x2?ax?a?1(x?1)(x?1?a) f(x)?x?a???xxx(x?1)2'①若a?1?1即a?2,则f(x)?,故f(x)在(0,??)单调增加。
x②若a?1?1,而a?1,故1?a?2,则当x?(a?1,1)时,f'(x)?0; 当x?(0,a?1)及x?(1,??)时,f'(x)?0
故f(x)在(a?1,1)单调减少,在(0,a?1),(1,??)单调增加。
③若a?1?1,即a?2,同理f(x)在(1,a?1)单调减少,在(0,1),(a?1,??)单调增加.
12⑵考虑函数 g(x)?f(x)?x?x?ax?(a?1)lnx?x
2a?1a?1则g?(x)?x?(a?1)??2xg?(a?1)?1?(a?1?1)2(另一种处理)
xx由于1
f(x1)?f(x2)??1, 即f(x1)?f(x2)?x1?x2?0,故
x1?x2f(x1)?f(x2)f(x2)?f(x1)???1. 当0?x1?x2时,有
x1?x2x2?x1'(另一种处理)
a?1x2?(a?1)x?a?1,结合二次函数图象 g?(x)?x?(a?1)??xx 36
4(a?1)?(a?1)2?(a?3)2?6设h(x)?x?(a?1)x?a?1(1?a?5)≥≥>0
442
41. 已知函数f(x)?x?1?alnx(a?0). (1)确定函数y?f(x)的单调性;
(2)若对任意x1,x2??0,1?,且x1?x2,都有|f(x1)?f(x2)|?4|范围。
11?|,求实数a的取值x1x2
42. (变形构造)
已知二次函数f?x??ax?bx?c和“伪二次函数”g?x??ax?bx?clnx(a、b、
22c?R,abc?0),
(I)证明:只要a?0,无论b取何值,函数g?x?在定义域内不可能总为增函数; (II)在二次函数f?x??ax?bx?c图象上任意取不同两点A(x1,y1),B(x2,y2),线段AB中
2点的横坐标为x0,记直线AB的斜率为k, (i)求证:k?f?(x0);
2(ii)对于“伪二次函数”g?x??ax?bx?clnx,是否有①同样的性质?证明你的结论.
2c2ax?bx?c解:(I)如果x?0,g(x)为增函数,则g?(x)?2ax?b???0(1)恒成立,
xx 37
当x?0时恒成立, 2ax2?bx?c?0(2)
?a?0,由二次函数的性质, (2)不可能恒成立.则函数g(x)不可能总为增函数. 3分 (II)(i)k?? =2ax0?b.
x2?x1x2?x1由f?(x)?2ax?b,?f?(x0)?2ax0?b, 则k?f?(x0)--------5分 (ii)不妨设x2?x1,对于“伪二次函数”:
xx2a(x2?x12)?b?x2?x1??cln2cln2g?x2??g?x1?x1 =x1, (3) 7分 k??2ax0?b?x2?x1x2?x1x2?x1由(ⅰ)中(1)g??x0??2ax0?b?f?x2??f?x1?2a(x2?x12)?b?x2?x1?c,如果有(ⅰ)的性质,则g??x0??k , (4) x0x2xln2x1x1c,c?0,即:2,(4) --------10分 比较(3)( 4)两式得
??x2?x1x0x2?x1x1?x2clnx2lnt2, t?1, ?, (5) x1t?1t?112(t?1)?2(t?1)(t?1)22t?2??0, 设 s(t)?lnt?,则s?(t)??t?1t(t?1)2t(t?1)2∴s(t)在(1,??)上递增, ∴s(t)?s(1)?0.
∴ (5)式不可能成立,(4)式不可能成立,g??x0??k.
不妨令t? ∴“伪二次函数”g?x??ax?bx?clnx不具有(ⅰ)的性质. -------12分
2
43. (变形构造,第2问用到均值不等式)
22
已知定义在正实数集上的函数f(x)=x+4ax+1,g(x)=6alnx+2b+1,其中a>0.
⑴设两曲线y=f(x),y=g(x)有公共点,且在该点处的切线相同,用a表示b,并求b的最大值; ⑵设h(x)=f(x)+g(x)-8x,证明:若a≥-1,则h(x)在(0,+∞)上单调递增; ⑶设F(x)=f(x)+g(x),求证:对任意x1,x2∈(0,+∞),x1<x2有>8. 解:⑴设f(x)与g(x)交于点P(x0,y0),则有
f(x0)=g(x0),即x+4ax0+1=6a2lnx0+2b+1.① 又由题意知f′(x0)=g′(x0),即2x0+4a=.② 由②解得x0=a或x0=-3a(舍去).
22
将x0=a代入①整理得b=a-3alna.
22
令s(a)=a-3alna,则s′(a)=2a(1-3lna),
32a∈(0,)时,s(a)递增,a∈(,+∞)时,s(a)递减,所以s(a)≤s()=e3,
232323即b≤e,b的最大值为e3. 22⑵h(x)=f(x)+g(x)-8x,h′(x)=2x++4a-8,
因为a≥-1,所以h′(x)=2x++4a-8≥4a+4a-8≥4(+1)(-1)-8≥0,即h(x)在(0,+∞)内单调递增.
⑶由⑵知x1<x2时,h(x1)<h(x2),即F(x1)-8x1<F(x2)-8x2. 因为x1<x2,所以>8.
38
a,a为正常数. x?19⑴若f(x)?lnx??(x),且a?,求函数f(x)的单调增区间;
2⑵在⑴中当a?0时,函数y?f(x)的图象上任意不同的两点A?x1,y1?,B?x2,y2?,线段AB的中点为C(x0,y0),记直线AB的斜率为k,试证明:k?f?(x0).
g(x2)?g(x1)??1,求a的??x,x?0,2x?xg(x)?lnx??(x)⑶若,且对任意的12,12,都有x2?x1取值范围.
1ax2?(2?a)x?1?解:⑴f?(x)??
x(x?1)2x(x?1)2911∵a?,令f?(x)?0得x?2或0?x?,∴函数f(x)的单调增区间为(0,),(2,??).
222⑵证明:当a?0时f(x)?lnx
xln2121?f(x2)?f(x1)lnx2?lnx1x1 ∴f?(x)?, ∴f?(x0)?,又
k???xx?xx012x2?x1x2?x1x2?x1xln22x1与不妨设x2?x1 , 要比较k与f?(x0)的大小,即比较的大小,
x1?x2x2?x1x2(2?1)x22(x2?x1)x1lnx?x?又∵2与的大小. 1,∴ 即比较x2x1x1?x2?1x144. 已知函数?(x)?14(x?1)22(x?1)??0, (x?1),则h?(x)??令h(x)?lnx?x(x?1)2x(x?1)2x?1∴h(x)在?1,???上位增函数.
x2(2?1)x2xxx1?1,∴h(2)?h(1)?0, ∴ln2?又,即k?f?(x0)
xx1x1x12?1x1g(x2)?g(x1)g(x2)?x2??g(x1)?x1???1,∴ ?0 ⑶∵
x2?x1x2?x1由题意得F(x)?g(x)?x在区间?0,2?上是减函数.
1aa?1 ?x, ∴ F?(x)??1? 当1?x?2,F(x)?lnx?2x(x?1)x?1(x?1)21由F?(x)?0?a??(x?1)2?x2?3x??3在x??1,2?恒成立.
xx11设m(x)?x2?3x??3,x??1,2?,则m?(x)?2x?2?3?0
xx27∴m(x)在?1,2?上为增函数,∴a?m(2)?.
2 39
2? 当0?x?1,F(x)??lnx?1aa?1 ?x,∴ F?(x)???2x(x?1)x?1(x?1)21由F?(x)?0?a???(x?1)2?x2?x??1在x?(0,1)恒成立
xx1设t(x)?x2?x??1,x?(0,1)为增函数,∴a?t(1)?0
x27综上:a的取值范围为a?.
245. 已知函数f(x)?lnx?
12ax?(a?1)x(a?0). 2(Ⅰ)求函数f(x)的单调区间;
(Ⅱ)记函数y?F(x)的图象为曲线C.设点A(x1,y1),B(x2,y2)是曲线C上的不同两
x1?x2;②曲线C在点M处的切2线平行于直线AB,则称函数F(x)存在“中值相依切线”.试问:函数f(x)是否存在“中
点.如果在曲线C上存在点M(x0,y0),使得:①x0?值相依切线”,请说明理由. 解:(Ⅰ)易知函数f(x)的定义域是(0,??),
1a(x?1)(x?)1a.????1分 f'(x)??ax?a?1??xx11 ①当??1时,即a??1时, 令f'(x)?0,解得0?x??或x?1;
aa1 令f'(x)?0,解得??x?1.?????2分
a11 所以,函数f(x)在(0,?)和(1,??)上单调递增,在(?,1)上单调递减
aa1 ②当??1时,即a??1时, 显然,函数f(x)在(0,??)上单调递增;?????3分
a11 ③当??1时,即?1?a?0时, 令f'(x)?0,解得0?x?1或x??;
aa1 令f'(x)?0,解得1?x??.?????4分
a11 所以,函数f(x)在(0,1)和(?,??)上单调递增,在(1,?)上单调递减
aa综上所述,
11,1)上单调递减;
aa⑵当a??1时,函数f(x)在(0,??)上单调递增;
11⑶当?1?a?0时,函数f(x)在(0,1)和(?,??)上单调递增,在(1,?)上单调递
aa⑴当a??1时,函数f(x)在(0,?)和(1,??)上单调递增,在(?减.?????5分
(Ⅱ)假设函数f(x)存在“中值相依切线”.
40