问题 解答题
已知函数f(x)=-
1
2
x2
2x,g(x)=logax(a>0,且a≠1),其中a为常数.如果h(x)=f(x)+g(x)是增函数,且h(x)存在零点(h(x)为h(x)的导函数).
(1)求a的值;
(2)设A(x1,y1)、B(x2,y2)(x1<x2)是函数y=g(x)的图象上两点,g(x0) =
y2-y1
x2-x1
(g(x)为g(x)的导函数),证明:x1<x0<x2
答案

(1)因为h(x)=

1
2
x2-2x+logax (x>0),

所以h′(x)=x-2+

1
xlna
=
x2lna-2xlna+1
xlna

因为h(x)在区间(0,+∞)上是增函数,

所以

x2lna-2xlna+1
xlna
≥0在区间(0,+∞)上恒成立.

若0<a<1,则lna<0,于是x2lna-2xlna+1≤0恒成立.

又h′(x)存在正零点,故△=(-2lna)2-4lna=0,lna=0,或lna=1与lna<0矛盾.所以a>1.

由x2lna-2xlna+1≥0恒成立,又h′(x)存在正零点,故△=(-2lna)2-4lna=0,

所以lna=1,即a=e.

(2)由(1),g′(x0)=

1
x0
,于是
1
x0
=
y2-y1
x2-x1
,x0=
x2-x1
lnx2-lnx1

以下证明x1

x2-x1
lnx2-lnx1
(※)

(※)等价于x1lnx2-x1lnx1-x2+x1<0.

令r(x)=xlnx2-xlnx-x2+x

r′(x)=lnx2-lnx,在(0,x2]上,r′(x)>0,所以r(x)在(0,x2]上为增函数.

当x1<x2时,r(x1)<r(x2)=0,即x1lnx2-x1lnx1-x2+x1<0,

从而x0>x1得到证明.

对于x2

x2-x1
lnx2-lnx1
同理可证,所以x1<x0<x2

填空题
单项选择题