问题 解答题
已知定义在R上的二次函数R(x)=ax2+bx+c满足2R(-x)-2R(x)=0,且R(x)的最小值为0,函数h(x)=lnx,又函数f(x)=h(x)-R(x).
(I)求f(x)的单调区间;  
(II)当a≤
1
2
时,若x0∈[1,3],求f(x0)的最小值;
(III)若二次函数R(x)图象过(4,2)点,对于给定的函数f(x)图象上的点A(x1,y1),当x1=
3
2
时,探求函数f(x)图象上是否存在点B(x2,y2)(x2>2),使A、B连线平行于x轴,并说明理由.(参考数据:e=2.71828…)
答案

(I)∵定义在R上的二次函数R(x)=ax2+bx+c满足2R(-x)-2R(x)=0,

∴2R(-x)-2R(x)=0,

∴2R(-x)=2R(x),即R(-x)=R(x),

∵R(x)=ax2+bx+c,∴b=0,∴R(x)=ax2+c.

∵R(x)=ax2+c的最小值为0,∴a>0,c=0,故R(x)=ax2

∵R(x)=ax2,h(x)=lnx,f(x)=h(x)-R(x),

∴f(x)=lnx-ax2f(x)=

1
x
-2ax,

令f′(x)=0,解得x=

2a
2a

当x变化时,f'(x),f(x)的变化情况如下表:

x(0,
2a
2a
2a
2a
2a
2a
,+∞)
f'(x)+0-
f(x)极大值
所以,f(x)的单调递增区间是(0,
2a
2a
),

f(x)的单调递减区间是(

2a
2a
,+∞).

(II)∵当0<a≤

1
2
时,
2a
2a
≥1,

∴x0∈[1,3]时,f(x0)的最小值为f(1)与f(3)中的较小者.

又f(1)=-a,f(3)=1n3-9a,

f(1)-f(3)=-a-(ln3-9a)=8a-1n3.

∴当0<a≤

ln3
8
时,f(1)≤f(3),f(x0)的最小值-a;

ln3
8
<a≤ 
1
2
时,f(1)>f(3),f(x0)的最小值ln3-9a.

(III)证明:若二次函数R(x)=ax2图象过(4,2)点,则a=

1
8

所以f(x)=lnx-

1
8
x2

g(x)=f(x)-f(

3
2
).

由(I)知f(x)在(0,2)内单调递增,

f(2)>f(

3
2
),即g(2)>0.

x′=

3
2
e>2,则g(x′)=
41-9e2
32
<0

所以存在x2∈(2,x),使g(x2)=0,

故存在x2∈(2,+∞),使f(x2)=f(

3
2
).

所以函数f(x)图象上存在点B(x2,y2)(x2>2),使A、B连线平行于x轴.

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