问题 解答题

设函数f(x)=ax+2,g(x)=a2x2-lnx+2,其中a∈R,x>0.

(Ⅰ)若a=2,求曲线y=g(x)在点(1,g(1))处的切线方程;

(Ⅱ)是否存在负数a,使f(x)≤g(x)对一切正数x都成立?若存在,求出a的取值范围;若不存在,请说明理由.

答案

(Ⅰ)由题意可知:当a=2时,g(x)=4x2-lnx+2

g′(x)=8x-

1
x

曲线y=g(x)在点(1,g(1))处的切线斜率k=g'(1)=7,又g(1)=6

曲线y=g(x)在点(1,g(1))处的切线的方程为y-6=7(x-1)即y=7x-1

(Ⅱ)设函数h(x)=f(x)-g(x)=ax+lnx-a2x2(x>0)

假设存在负数a,使得f(x)≤g(x)对一切正数x都成立.

即:当x>0时,h(x)的最大值小于等于零.h′(x)=a+

1
x
-2a2x=
-2a2x2+ax+1
x
(x>0)

令h'(x)=0可得:x2=-

1
2a
x1=
1
a
(舍)

0<x<-

1
2a
时,h'(x)>0,h(x)单增;

x>-

1
2a
时,h'(x)<0,h(x)单减.

所以h(x)在x=-

1
2a
处有极大值,也是最大值.∴h(x)max=h(-
1
2a
)≤0
解得:a≤-
1
2
e-
3
4

所以负数a存在,它的取值范围为:a≤-

1
2
e-
3
4

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