问题 解答题
已知函数f(x)=ax2+2bx-2lnx(a≠0),且f(x)在x=1处取得极值.
(1)试找出a,b的关系式;
(2)若函数y=f(x)在x∈(0,
1
2
]
上不是单调函数,求a的取值范围;
(3)求函数y=f(x)在x∈(0,
1
2
]
的图象上任意一点处的切线斜率k的最大值.
答案

(1)f(x)=a x 2+2 b x-2lnx,得f′(x)=2ax+2b-

2
x

因为f(x)在x=1处取得极值,所以f'(1)=0,

故2a+2b-2=0,即b=1-a;

(2)因为函数f(x)在x∈(0,

1
2
]上不是单调函数,所以f'(x)=0在(0,
1
2
]内有解,

即ax2+bx-1=0,亦即ax2+(1-a)x-1=0在(0,

1
2
]内有解,

由ax2+(1-a)x-1=0得:x=1,或x=-

1
a

所以0<-

1
a
1
2
,解得:a<-2;

(3)因为k=f′(x)=2ax+2b-

2
x
=2(ax-
1
x
+1-a),

①当-4≤a<0或a>0时,k′=2(a+

1
x2
),

因为x∈(0,

1
2
],所以k'≥0恒成立,

所以k在x∈(0,

1
2
]上单调递增,所以x=
1
2
时,kmax=-a-2;

②当a<-4时,有0<

-
1
a
1
2
,所以-ax+
1
x
≥2
-a

所以ax-

1
x
≤-2
-a
,此时“=”成立的条件是:x=
-
1
a

所以k=2(ax-

1
x
+1-a)≤2(1-a-2
-a
)=2-2a-4
-a

综合得:kmax=

-a-2,(-4≤a<0或a>0)
2-2a-4
-a
,(a<-4)

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