问题 解答题
已知函数f(x)=lnx+
a
x
(a>0).
(1)求f(x)的单调区间;
(2)如果P(x0,y0)是曲线y=f(x)上的任意一点,若以P(x0,y0)为切点的切线的斜率k≤
1
2
恒成立,求实数a的最小值;
(3)讨论关于x的方程f(x)=
x3+2(bx+a)
2x
-
1
2
的实根情况.
答案

(Ⅰ)函数f(x)=lnx+

a
x
(a>0)的定义域为(0,+∞),

f(x)=

1
x
-
a
x2
=
x-a
x2

因为a>0,由f(x)>0得x∈(a,+∞),由f(x)<0得x∈(0,a),

所以f(x)的单调递增区间为(a,+∞),单调递减区间为(0,a).

(Ⅱ)由题意,以P(x0,y0)为切点的切线的斜率k满足

k=f(x0)=

x0-a
x02
1
2
(x0>0),

所以a≥-

1
2
x02+x0对x0>0恒成立.

又当x0>0时,-

1
2
x02+x0=-
1
2
(x0-1)2+
1
2
1
2

所以a的最小值为

1
2

(Ⅲ)由f(x)=

x3+2(bx+a)
2x
-
1
2
,即lnx+
a
x
=
x3+2(bx+a)
2x
-
1
2

化简得b=lnx-

1
2
x2+
1
2
(x∈(0,+∞)).

h(x)=lnx-

1
2
x2-b+
1
2
,则h(x)=
1
x
-x=
(1+x)(1-x)
x

当x∈(0,1)时,h(x)>0,

当x∈(1,+∞)时,h(x)<0,

所以h(x)在区间(0,1)上单调递增,在区间(1,+∞)上单调递减.

所以h(x)在x=1处取得极大值即最大值,最大值为h(1)=ln1-

1
2
×12-b+
1
2
=-b.

所以 

 当-b>0,即b<0时,y=h(x) 的图象与x轴恰有两个交点,方程f(x)=

x3+2(bx+a)
2x
-
1
2
有两个实根,

当b=0时,y=h(x) 的图象与x轴恰有一个交点,方程f(x)=

x3+2(bx+a)
2x
-
1
2
有一个实根,

当b>0时,y=h(x) 的图象与x轴无交点,方程f(x)=

x3+2(bx+a)
2x
-
1
2
无实根.

单项选择题
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