问题 解答题

已知函数f(x)=ax-2lnx,a∈R.

(Ⅰ)当a=3时,求函数f(x)在(1,f(1))的切线方程.

(Ⅱ)求函数f(x)的极值.

(Ⅲ)对于曲线上的不同两点P1(x1,y1),P2(x2,y2),如果存在曲线上的点Q(x0,y0),且x1<x0<x2,使得曲线在点Q处的切线lP1P2,则称l为弦P1P2的伴随切线.当a=2时,已知两点A(1,f(1)),B(e,f(e)),试求弦AB的伴随切线l的方程.

答案

(I)当a=3时,f(x)=3x-2lnx,则f(1)=3,f′(x)=3-

2
x

∴f'(1)=1

∴切线方程为y-3=x-1即x-y+2=0…(4分)

(Ⅱ)f′(x)=a-

2
x
,x>0.

当a≤0时,f'(x)<0,函数f(x)在(0,+∞)内是减函数,∴函数f(x)没有极值.        …(6分)

当a>0时,令f'(x)=0,得x=

2
a

当x变化时,f'(x)与f(x)变化情况如下表:

 x(0,
2
a
)
2
a
(
2
a
,+∞)
f'(x)-0+
f(x)单调递减极小值单调递增
∴当x=
2
a
时,f(x)取得极小值f(
2
a
)=2-2ln
2
a

综上,当a≤0时,f(x)没有极值;

当a>0时,f(x)的极小值为2-2ln

2
a
,没有极小值.…(9分)

(Ⅲ)当a=2时,设切点Q(x0,y0),则切线l的斜率为f′(x0)=2-

2
x0
x0∈(1,e).

弦AB的斜率为kAB=

f(e)-f(1)
e-1
=
2(e-1)-2(1-0)
e-1
=2-
2
e-1
. …(10分)

由已知得,lAB,则2-

2
x0
=2-
2
e-1
,解得x0=e-1,…(12分)

所以,弦AB的伴随切线l的方程为:y=

2e-4
e-1
x+2-2ln(e-1).…(14分)

单项选择题
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