问题 解答题
已知函数f(x)=lnx-
1
2
ax2+bx
(a>0),且f′(1)=0.
(Ⅰ)试用含有a的式子表示b,并求f(x)的极值;
(Ⅱ)对于函数f(x)图象上的不同两点A(x1,y1),B(x2,y2),如果在函数图象上存在点M(x0,y0)(其中x0∈(x1,x2)),使得点M处的切线lAB,则称AB存在“伴随切线”.特别地,当x0=
x1+x2
2
时,又称AB存在“中值伴随切线”.试问:在函数f(x)的图象上是否存在两点A、B使得它存在“中值伴随切线”,若存在,求出A、B的坐标,若不存在,说明理由.
答案

(Ⅰ)f(x)的定义域为(0,+∞),∵f′(x)=

1
x
-ax+b,f'(1)=1-a+b=0,∴b=a-1.

代入f′(x)=

1
x
-ax+b,得f′(x)=
1
x
-ax
+a-1=-
(ax+1)(x-1)
x

当f'(x)>0时,-

(ax+1)(x-1)
x
>0,由x>0,得(ax+1)(x-1)<0,

又a>0,∴0<x<1,即f(x)在(0,1)上单调递增;

当f'(x)<0时,-

(ax+1)(x-1)
x
<0,由x>0,得(ax+1)(x-1)>0,

又a>0,∴x>1,即f(x)在(1,+∞)上单调递减.

∴f(x)在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减.

所以,当x=1时,f(x)的极大值为f(1)=ln1-

1
2
a+b=
a
2
-1

(Ⅱ)在函数f(x)的图象上不存在两点A、B使得它存在“中值伴随切线”.

假设存在两点A(x1,y1),B(x2,y2),不妨设0<x1<x2,则y1=lnx1-

1
2
a
x21
+(a-1)x1y2=lnx2-
1
2
a
x22
+(a-1)x2
kAB=
y2-y1
x2-x1
=
(lnx2-lnx1)-
1
2
a(
x22
-
x21
)+(a-1)(x2-x1)
x2-x1
=
lnx2-lnx1
x2-x1
-
1
2
a(x1+x2)+a-1

在函数图象x0=

x1+x2
2
处的切线斜率k=f′(x0)=f′(
x1+x2
2
)=
2
x1+x2
-a•
x1+x2
2
+(a-1)

lnx2-lnx1
x2-x1
-
1
2
a(x1+x2)+a-1=
2
x1+x2
-a•
x1+x2
2
+(a-1)

化简得:

lnx2-lnx1
x2-x1
=
2
x1+x2
ln
x2
x1
=
2(x2-x1)
x2+x1
=
2(
x2
x1
-1)
x2
x1
+1

x2
x1
=t,则t>1,上式化为:lnt=
2(t-1)
t+1
=2-
4
t+1
,即lnt+
4
t+1
=2

若令g(t)=lnt+

4
t+1
g′(t)=
1
t
-
4
(t+1)2
=
(t-1)2
t(t+1)2

由t≥1,g'(t)≥0,∴g(t)在[1,+∞)在上单调递增,g(t)>g(1)=2.

这表明在(1,+∞)内不存在t,使得lnt+

4
t+1
=2.

综上所述,在函数f(x)上不存在两点A、B使得它存在“中值伴随切线”.

单项选择题 A3/A4型题
多项选择题