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(2014•安阳一模)已知函数f(x)=lnx,g(x)=ax2+x,a∈R.

来源:学生作业帮 编辑:搜搜考试网作业帮 分类:综合作业 时间:2024/06/01 14:50:04
(2014•安阳一模)已知函数f(x)=lnx,g(x)=ax2+x,a∈R.
(1)若函数φ(x)=f(x)-g(x)在其定义域内是单调增函数,求a的取值范围;
(2)设函数φ(x)的图象被点P(2,φ(2))分成的两部分为C1,C2.该函数图象在点P处的切线为l,且C1、C2位于直线l的两侧,试求所有满足条件的a的值.
(2014•安阳一模)已知函数f(x)=lnx,g(x)=ax2+x,a∈R.
(1)因为f(x)=lnx,g(x)=ax2+x,a∈R,
所以φ(x)=f(x)-g(x)=lnx+ax2+x,函数的定义域为(0,+∞),
要使φ(x)在其定义域内是单调增函数,
则φ′(x)≥0恒成立,
即ϕ′(x)=
1
x−2ax−1=−
2ax2+x−1
x≥0,(x>0),
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.
(2)因为ϕ′(x)=
1
x−2ax−1.
所以切线l的方程为y=(−4a−
1
2)(x−4)+ln2−4a−2.
令h(x)=lnx−ax2−x−[(−4a−
1
2)(x−2)+ln2−4a−2],
则h(2)=0.h′(x)=
1
x−2ax+4a−
1
2=−
2ax2−(4a−
1
2)−1
x.
若a=0,则h′(x)=
2−x
2x,
当x∈(0,2)时,h′(x)>0;
x∈(2,+∞)时,h′(x)<0,
所以h(x)≤h(2)=0,c1,c2在直线同侧,l不合题意;
若a≠0,h′=−
2a(x−2)(x+
1
4a)
x,
若a=−
1
8,h′=
(
x
2−1)2
x≥0,h(x)是单调增函数,
当x∈(2,+∞)时,h(x)>h(2)=0;
当x∈(0,2)时,h(x)<h(2)=0,符合题意;
若a<−
1
8,当x∈(−
1
4a,2)时,h′(x)<0,h′(x)>h(2)=0,
当x∈(2,+∞)时,h′(x)>0,h′(x)>h(2)=0,不合题意; 
若−
1
8<a<0,当x∈(2,−
1
4a)时,h′(x)<0,h(x)<h(2)=0,
当x∈(0,2)时,h′(x)>0,h(x)<h(2)=0,不合题意; 
若a>0,当x∈(