问题
解答题
已知函数f(x)=lnx-ax2-bx,
(1)若a=-1,函数f(x)在其定义域内是增函数,求b的取值范围;
(2)当a=1,b=-1时,证明函数f(x)只有一个零点;
(3)若f(x)的图象与x轴交于A(x1,0),B(x2,0)(x1<x2)两点,AB的中点为C(x0,0),求证:f′(x0)<0。
答案
解:(1)依题意f(x)=lnx+x2-bx,x>0,
因为f(x)在(0,+∞)上递增,
所以对x∈(0,+∞)恒成立,
即对x∈(0,+∞)恒成立,
所以只需,
因为x>0,所以,当且仅当
时取等号,
所以,
所以b的取值范围为。
(2)当a=1,b=-1时,f(x)=lnx-x2+x,其定义域是(0,+∞),
所以,
因为x>0,所以0<x<1时,f′(x)>0;当x>1时,f′(x)<0,
所以函数f(x)在区间(0,1)上单调递增,在区间(1,+∞)上单调递减,
所以当x=1时,函数f(x)取得最大值,其值为f(1)=ln1-12+1=0;
当x≠1时,f(x)<f(1),即f(x)<0;
所以函数f(x)只有一个零点.
(3)由已知得,即
,
两式相减,得,
即,
由及2x0=x1+x2,得
,
令,且
,
因为,
所以ψ(t)在(0,1)上递减,所以ψ(t)>ψ(1)=0,
因为x1<x2,
所以f′(x0)<0。