解题思路:(1)求出导数,求出切线的斜率和切点,由点斜式方程即可得到切线方程;
(2)求出导数,由题意得,f(x)在定义域(0,+∞)内是增函数,即f'(x)≥0在(0,+∞)内恒成立,即ax2-2x+a≥0在(0,+∞)上恒成立. 方法一、运用分离参数,运用基本不等式求出最大值即可;
方法二、运用二次函数的知识求出最小值即可;
(3)求出导数,令导数为0,可设L(x)=ax2-2x+a,x∈(0,3),方法一、讨论当a=0时,方程(*)的解为x=0,此时f(x)在x∈(0,3)无极值,再讨论a≠0的二次方程在(0,3)内的根只有一个,两个,求出a 的范围;方法二、运用参数分离,运用基本不等式求出最值即可判断.
(1)若a=2,f(x)=2x−
2
x−2lnxf′(x)=2+
2
x2−
2
x,
则直线斜率k=f'(1)=2,切点为(1,0),
所以曲线f(x)在点(1,f(1))处的切线方程:2x-y-2=0;
(2)f′(x)=a+
a
x2−
2
x=
ax2−2x+a
x2,
∵f(x)在定义域(0,+∞)内是增函数,
∴f'(x)≥0在(0,+∞)内恒成立,
即ax2-2x+a≥0在(0,+∞)上恒成立.
(法一)即a≥
2x
x2+1在(0,+∞)上恒成立
∴a≥(
2x
x2+1)max,设M(x)=
2x
x2+1,(x>0),
则M(x)=
2x
x2+1=
2
x+
1
x,
∵x>0,∴x+
1
x≥2,当且仅当x=1时取等号,
∴M(x)≤1,即[M(x)]max=1,∴a≥1
所以实数a的取值范围是[1,+∞)
(法二)令h(x)=ax2-2x+a,
∵f(x)在定义域(0,+∞)内是增函数,∴f'(x)≥0在(0,+∞)内恒成立.
由题意a>0,h(x)=ax2-2x+a的图象为开口向上的抛物线,
对称轴方程为x=
1
a∈(0,+∞),∴h(x)min=a−
1
a,
∴a−
1
a≥0,解得a≥1
∴实数a的取值范围是[1,+∞).
(3)(法一)∵f′(x)=
ax2−2x+a
x2,令f'(x)=0即ax2-2x+a=0(*)
设L(x)=ax2-2x+a,x∈(0,3),
当a=0时,方程(*)的解为x=0,此时f(x)在x∈(0,3)无极值,
所以a≠0;
当a≠0时,L(x)=ax2-2x+a的对称轴方程为x=
1
a,
①若f(x)在x∈(0,3)恰好有一个极值
则
点评:
本题考点: 利用导数研究曲线上某点切线方程;利用导数研究函数的极值.
考点点评: 本题考查导数的运用:求切线方程、求单调区间和极值,考查分类讨论的思想方法,函数和方程的转化思想,同时考查运算能力,属于中档题.