已知二次函数f(x)=ax2+bx+c和“伪二次函数”g(x)=ax2+bx+clnx(a、b、c∈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)=ax2+bx+c图象上任意取不同两点A(x1,y1),B(x2,y2),线段AB中点的横坐标为x0,记直线AB的斜率为k,(i)求证:k=f′(x0);(ii)对于“伪二次函数”g(x)=ax2+bx+clnx,是否有(i)同样的性质?证明你的结论.
(I)函数的定义域为(0,+∞),要使函数g(x)在定义域内总为增函数,
则g′(x)=2ax+b+=>0恒成立,①--------(1分)
当x>0时恒成立,则2ax2+bx+c>0 ②
因为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.--------(4分)
(II)(i)k===a(x2+x1)+b=2ax0+b,--------(6分)
由f'(x)=2ax+b,所以f'(x0)=2ax0+b,…..(7分)
则k=f′(x0).--------(7分)
(ii)不妨设x2>x1,对于“伪二次函数”:g(x)=ax2+bx+clnx,
k===2ax0+b+,③--------(9分)
由(ⅰ)中①知g′(x0)=2ax0+b+,
如果有(ⅰ)的性质,则g'(x0)=k,④,
比较③④两式得=,c≠0,
即:==--------(12分)
不妨令t=,t>1,则=,即lnt=⑤,
设s(t)=lnt-,则s′(t)=-=>0,
∴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,即g'(x0)≠k.--------(14分)
∴“伪二次函数”g(x)=ax2+bx+clnx,不具有(ⅰ)的性质.--------(15分)