问题 解答题

已知函数f(x)=2lnx-x2-ax(a∈R).

(1)求函数f(x)的单调区间;

(2)如果函数f(x)有两个不同的零点x1,x2且x1<x2,证明:对满足p+q=1,p≤q的任意正常数,f′(px1+qx2)<0恒成立.

答案

(1)函数的定义域为(0,+∞),则f′(x)=

2
x
-2x-a=-
2x2+ax-2
x
,令f'(x)=0,解得

x3=

-a-
a2+16
4
<0,x4=
-a+
a2+16
4
>0
,所以当0<x<x4时,f'(x)>0,此时函数单调递增.

当x>x4时,f'(x)<0,此时函数单调递减.

所以函数的单调递增区间为(0,

-a+
a2+16
4
),单调递减区间为[
-a+
a2+16
4
,+∞)

(2)因为函数f(x)有两个不同的零点x1,x2且x1<x2,所以

2lnx1-
x21
-ax1=0
2lnx2-
x22
-ax2=0
,两式相减得a=
2(lnx1-lnx2)
x1-x2
-(x1+x2)

因为f′(x)=

2
x
-2x-a=-
2x2+ax-2
x

所以f′(px1+qx2)=

2
px1+qx2
-2(px1+qx2)-[
2(ln⁡x1-ln⁡x2)
x1-x2
-(x1+x2)]

=

2
px1+qx2
-
2(lnx1-lnx2)
x1-x2
+(2p-1)(x2-x1),

因为2p≤p+q=1,x2>x1,所以(2p-1)(x2-x1)≤0,要证f′(px1+qx2)<0,只要证明

2
px1+qx2
-
2(lnx1-lnx2)
x1-x2
<0即可,即只要证明
x2-x1
px1+qx2
+ln
x1
x2
<0
即可.

x1
x2
=t,0<t<1,即只要证明g(t)=
1-t
pt+q
+ln⁡t<0在0<t<1
上恒成立即可.g′(t)=
-1×(pt+q)-(1-t)p
(pt+q)2
+
1
t
=-
1
(pt+q)2
+
1
t
=
p2(t-1)(t-
q2
p2
)
t(pt+q)2

因为p+q=1,0<p≤q,所以

q
p
≥1,
q2
p2
≥1,所以当0<t<1时,t-1<0,t-
q2
p2
<0

所以g'(x)<0,所以函数g(t)在(0,1)上为增函数,所以g(t)<g(1)=0.

所以

x2-x1
px1+qx2
+ln
x1
x2
<0,故所证明的不等式成立.

单项选择题
阅读理解与欣赏

阅读下面文言文,回答问题。(10分)

十六年,奉车都尉窦固使假司马班超与从事郭恂俱使西域。超到鄯善,鄯善王广奉超礼敬甚备,后忽更疏懈。超谓其官属曰:“宁觉广礼意薄乎?此必有北虏使来,狐疑未知所从也。明者睹未萌,况已著耶?”乃召侍胡诈之曰:“匈奴使来数日,今安在乎?”侍胡惶恐,具服其状。超乃闭侍胡,悉其吏士三十六人,与共饮,酒酣,因激怒之曰:“卿曹与我俱在绝域,欲立大功以求富贵。今虏使到裁数日,而王广礼敬即废,如今鄯善收吾属送匈奴,骸骨长为豺狼食矣。为之奈何?”官属皆曰:“今在危亡之地,死生从司马。”超曰:“不入虎穴,不得虎子。当今之计,独有因夜以火攻虏使,彼不知我多少,必大震怖,可殄尽也。灭此虏则鄯善破胆,功成事立矣。”众曰:“当与从事议之。”超怒曰:“吉凶决于今日。从事文俗吏,闻此必恐而谋泄,死无所名,非壮士也。”众曰:“善。”

(节选自《后汉书·班超传》,有改动)

【注】①十六年:指汉永平十六年。②奉车都尉:与下文的“假司马”“从事”都为官名。③鄯善:西域国名。④北虏:指匈奴。⑤狐疑:犹豫不决。⑥侍胡:服侍汉使的胡人。⑦具服其状:把实情都招供了。⑧文俗吏:平庸的文官。

小题1:对“鄯善王广奉超礼敬甚备”一句朗读节奏划分正确的一项是(   )(2分)

A.鄯善王/广奉超/礼敬甚备

B.鄯善王广/奉超礼敬/甚备

C.鄯善王/广奉超礼敬/甚备 

D.鄯善王广/奉超/礼敬甚备小题2:解释文中划线的词语。(2分)

(1)狐疑未知所从也(           )    (2)悉其吏士三十六人(           )

小题3:说说“乃召侍胡诈之曰:‘匈奴使来数日,今安在乎?’”的意思。(2分)

小题4:请用简洁的语言概括班超在“觉广礼意薄”后做的主要事情。(2分)

小题5:你认为文中所表现的班超是个怎样的人?(2分)