问题 解答题

已知函数f(x)=ax2-(a+2)x+lnx

(1)当a=1时,求曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程;

(2)求f(x)的单调区间;

(3)若对任意x1,x2∈(0,+∞),x1<x2,且f(x1+2x1<f(x2)+2x2)恒成立,求a的取值范围.

答案

(1)当a=1时,f(x)=x2-3x+lnx,f′(x)=2x-3+

1
x

因为f′(1)=0,f(1)=-2,所以切线方程是y=-2;

(2)函数f(x)=ax2-(a+2)x+lnx的定义域是(0,+∞),

f′(x)=2ax-(a+2)+

1
x
=
2ax2-(a+2)x-1
x
(x>0),

令f′(x)=0,即f′(x)=

2ax2-(a+2)x-1
x
=
(2x-1)(ax-1)
x
=0,

所以x=

1
2
或x=
1
a

①当a>2时,令f′(x)>0得,x>

1
2
或0<x<
1
a
,f′(x)<0得
1
a
x<
1
2

②当a=2时,f′(x)≥0恒成立,

③当0<a<2时,令f′(x)>0得,x>

1
a
或0<x<
1
2
,f′(x)<0得
1
2
<x<
1
a

④a<0时,令f′(x)>0得0<x<

1
2
,f′(x)<0得x>
1
2

所以当a>2时,f(x)的单调增区间为(0,

1
a
),(
1
2
,+∞)单调减区间为(
1
a
1
2
);

当a=2时,f(x)在(0,+∞)上单调递增;

当0<a<2时,f(x)在(0,

1
2
),(
1
a
,+∞)上单调递增,在(
1
2
1
a
)上单调递减;

当a≤0时,f(x)在(0,

1
2
)上单调递增,(
1
2
,+∞
)上单调递减.

(3)设g(x)=f(x)+2x,则g(x)=ax2-ax+lnx,

只要g(x)在(0,+∞)上单调递增即可,

而g′(x)=2ax-a+

1
x
=
2ax2-ax+1
x

当a=0时,g′(x)=

1
x
>0,此时g(x)在(0,+∞)上单调递增;

当a≠0时,只需g′(x)≥0在(0,+∞)上恒成立,

因为x∈(0,+∞),只要2ax2-ax+1≥0,

则需要a>0,

对于函数y=2ax2-ax+1,过定点(0,1),对称轴x=

1
4
>0,只需△=a2-8a≤0,即0<a≤8,

综上,0≤a≤8.

名词解释
单项选择题