已知函数f(x)=2ln(2x)+x2.

1个回答

  • 解题思路:(I)先将g(x)在(0,+∞)上递增,转化成g′(x)≥0对x∈(0,+∞)恒成立,最后根据分式函数的图象与性质可求出实数a的取值范围;

    (II)对于存在性问题,可先假设存在,即假设h(x)在(x0,h(x0))处的切线可能平行于x轴,再利用导数研究函数

    γ(t)=lnt−

    2(t−1)

    1+t

    ,t>1

    在(1,+∞)上单调递增,最后出现矛盾,说明假设不成立,即切线不能否平行于x轴.

    (Ⅰ)∵g(x)=ln(2x)+x2+ax,g′(x)=

    2

    2x+2x+a=2x+

    1

    x+a(x>0).

    由已知,得g'(x)≥0对一切x∈(0,+∞)恒成立.

    ∴2x+

    1

    x+a≥0,即a≥−(2x+

    1

    x)对一切x∈(0,+∞)恒成立.

    ∵−(2x+

    1

    x)≤−2

    2,∴a≥−2

    2.

    ∴a的取值范围为[−2

    2,+∞).…(5分)

    (Ⅱ)h(x)=2[ln(2x)+x2]-3x2-kx=2ln(2x)-x2-kx.

    由已知得h(m)=2ln(2m)-m2-km=0,h(n)=2ln(2n)-n2-kn=0.

    ∴2ln

    n

    m=(n2+kn)−(m2+km),即2ln

    n

    m=(n+m)(n−m)+k(n−m).

    假设结论不成立,即h'(x0)=0,则[2

    x0−2x0−k=0,

    ∴k=

    2

    x0−2x0.

    又2x0=m+n,

    ∴2ln

    n/m=(n+m)(n−m)+(

    2

    x0−2x0)(n−m)=(n+m)(n−m)+(

    4

    m+n−m−n)(n−m)=(n−m)

    4

    n+m].

    ∴ln

    n

    m=

    2(n−m)

    n+m.

    令[n/m=t∈(1,+∞),则有lnt=

    2(t−1)

    1+t].

    令γ(t)=lnt−

    2(t−1)

    1+t,t>1.

    ∴γ′(t)=

    1

    t−

    2(t+1)−2(t−1)•(+1)

    (1+t)2=

    1

    t−

    4

    (1+t)2=

    (1+t2−4t)

    t(1+t)2=

    (t−1)2

    t(1+t)2>0.

    ∴γ(t)在(1,+∞)上是增函数,

    ∴当t>1时,γ(t)>γ(1)=0,即lnt−

    2(t−1)

    1+t>0.

    ∴当t>1时,lnt=

    2(t−1)

    1+t不可能成立,

    ∴假设不成立.

    ∴h(x)在(x0,h(x0))处的切线不平行于x轴.…(14分)

    点评:

    本题考点: 函数的单调性与导数的关系;利用导数研究曲线上某点切线方程.

    考点点评: 此题是个难题.本题主要考查用导数法研究函数的单调性,基本思路是:当函数为增函数时,导数大于等于零;当函数为减函数时,导数小于等于零,根据解题要求选择是否分离变量,体现了转化的思想和分类讨论以及数形结合的思想方法,同时考查了学生的灵活应用知识分析解决问题的能力和计算能力.