问题 解答题

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.

答案

(1)f′(x)=

1
x
-2ax-1=-
2ax2+x-1
x
(x>0),…(2分)

只需要2ax2+x-1≤0,即2a≤

1
x2
-
1
x
=(
1
x
-
1
2
)2-
1
4

所以a≤-

1
8
.…(4分)

(2)因为f′(x)=

1
x
-2ax-1.

所以切线l的方程为y=(-4a-

1
2
)(x-2)+ln2-4a-2.

g(x)=lnx-ax2-x-[(-4a-

1
2
)(x-2)+ln2-4a-2],则g(2)=0.g′(x)=
1
x
-2ax+4a-
1
2
=-
2ax2-(4a-
1
2
)x-1
x
.…(6分)

若a=0,则g′(x)=

2-x
2x

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)=-

2a(x-2)(x+
1
4a
)
x

a=-

1
8
g′(x)=
(
x
2
-1)
2
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)

a<-

1
8
,当x∈(-
1
4a
,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)

-

1
8
<a<0,当x∈(2,-
1
4a
)
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=-

1
8
符合题意.  …(16分)

单项选择题
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