已知函数f(x)=lnx-ax2-x,a∈R.
(1)若函数y=f(x)在其定义域内是单调增函数,求a的取值范围;
(2)设函数y=f(x)的图象被点P(2,f(2))分成的两部分为c1,c2(点P除外),该函数图象在点P处的切线为l,且c1,c2分别完全位于直线l的两侧,试求所有满足条件的a的值.
(1)f′(x)=-2ax-1=-(x>0),…(2分)
只需要2ax2+x-1≤0,即2a≤-=(-)2-,
所以a≤-.…(4分)
(2)因为f′(x)=-2ax-1.
所以切线l的方程为y=(-4a-)(x-2)+ln2-4a-2.
令g(x)=lnx-ax2-x-[(-4a-)(x-2)+ln2-4a-2],则g(2)=0.g′(x)=-2ax+4a-=-.…(6分)
若a=0,则g′(x)=,
当x∈(0,2)时,g'(x)>0;当x∈(2,+∞)时,g'(x)<0,
所以g(x)≥g(2)=0,c1,c2在直线l同侧,不合题意;…(8分)
若a≠0,g′(x)=-,
若a=-,g′(x)=≥0,g(x)是单调增函数,
当x∈(2,+∞)时,g(x)>g(2)=0;当x∈(0,2)时,g(x)<g(2)=0,符合题意;…(10分)
若a<-,当x∈(-,2)时,g'(x)<0,g(x)>g(2)=0,
当x∈(2,+∞)时,g'(x)>0,g(x)>g(2)=0,不合题意; …(12分)
若-<a<0,当x∈(2,-)时,g'(x)<0,g(x)<g(2)=0,
当x∈(0,2)时,g'(x)>0,g(x)<g(2)=0,不合题意; …(14分)
若a>0,当x∈(0,2)时,g'(x)>0,g(x)<g(2)=0,
当x∈(2.+∞)时,g'(x)<0,g(x)<g(2)=0,不合题意.
故只有a=-符合题意. …(16分)