问题 解答题

已知函数g(x)=lnx+ax2+bx.(a,b∈R)

(1)若关于x的不等式1+lnx>g(x)的解集为(-∞,1)∪(2,+∞),求b-a的值;

(2)求f(x)=g(x)-bx的单调区间;

(3)若a=b=1,y=g(x)的图象上是否存在两点P(x1,y1),Q(x2,y2),(其中x1≥e2x2)使得PQ的斜率等于曲线在其上一点C(点C的横坐标等于PQ中点的横坐标)处的切线的斜率?

答案

(1)∵关于x的不等式1+lnx>g(x)的解集为(-∞,1)∪(2,+∞),

∴ax2+bx-1<0的解集为(-∞,1)∪(2,+∞),

则a<0,1+2=

b
a
1×2=-
1
a

a=-

1
2
b=
3
2

∴b-a=2;

(2)∵f(x)=g(x)-x=lnx+ax2,(a∈R),

∴f′(x)=

1
x
+2ax=
2ax2+1
x

当a≥0时,f′(x)≥0恒成立,f(x)在(0,+∞)单调递增,无极值,

当a<0时,f′(x)=

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

当x∈(0,

-
1
2a
),f′(x)≥0,

当x∈(

-
1
2a
,+∞),f′(x)<0,

∴f(x)在(0,

-
1
2a
)单调递增,在(
-
1
2a
,+∞)单调递减.

(3)若a=b=1,假设存在这样的两点P(x1,y1),Q(x2,y2),(其中x1≥e2x2),

中点C的横坐标 x0=

x1+x2
2

g′(x)=

1
x
+2x+1,

∵PQ的斜率等于曲线在其上一点C(点C的横坐标等于PQ中点的横坐标)处的切线的斜率,

g′(x0)=

1
x0
+2x0+1=
y1-y2
x1-x2
=
lnx1+
x21
+x1-(lnx2
+x22
+x2)
x1-x2

1
x0
+2x0+1=
ln
x1
x2
+(x1-x2)(x1+x2)+(x1-x2)
x1-x2
=
ln
x1
x2
x1-x2
+(x1+x2)+1

1
x0
+2x0+1=
ln
x1
x2
x1-x2
+2x0+1
2
x1+x2
=
ln
x1
x2
x1-x2

2(x1-x2)
x1+x2
=ln
x1
x2
,∴
2(
x1
x2
-1)
x1
x2
+1
=ln
x1
x2

令t=

x1
x2

x1e2x2,即t≥e2,∴

2(t-1)
t+1
=lnt,∴lnt≥2,

2(t-1)
t+1
=2-
2
t+1
<2

∴方程

2(t-1)
t+1
=lnt,t≥e2,无解,

即满足条件的两点P,Q不存在.

单项选择题
问答题