已知函数 f(x)= 1 2 x 2 +(a-3)x+lnx .

1个回答

  • (Ⅰ) f / (x)=x+a-3+

    1

    x (x>0) .(2分)

    若函数f(x)在(0,+∞)上递增,

    则f′(x)≥0对x>0恒成立,即 a≥-(x+

    1

    x )+3 对x>0恒成立,

    而当x>0时, -(x+

    1

    x )+3≤-2+3=1 .

    ∴a≥1.

    若函数f(x)在(0,+∞)上递减,

    则f′(x)≤0对x>0恒成立,即 a≤-(x+

    1

    x )+3 对x>0恒成立,

    这是不可能的.

    综上,a≥1.

    a的最小值为1.(6分)

    (Ⅱ)由 f(x)= (

    1

    2 -a)x 2 +(a-2)x+2lnx =0,

    得: (a-

    1

    2 )x 2 +(2-a)x=2lnx ,

    即:a=

    lnx+x

    x 2 ,令r(x)=

    lnx+x

    x 2 ,r′(x)=

    (

    1

    x +1) x 2 -2x(lnx+x)

    x 4 =

    1-x-2lnx

    x 3

    得1-x-2lnx=0的根为1,

    所以当0<x<1时,r′(x)>0,则r(x)单调递增,

    当x>1时,r′(x)<0,则r(x)单调递减,

    所以r(x)在x=1处取到最大值r(1)=1,

    又x→0时r(x)→0,又x→+∞时,r(x)→0,

    所以要使y=

    lnx+x

    x 2 与y=a有两个不同的交点,则有 0<a<1…8分

    (III)假设存在,不妨设0<x 1<x 2. k=

    f( x 1 )-f( x 2 )

    x 1 - x 2 =

    1

    2

    x 21 +(a-3) x 1 +ln x 1 -

    1

    2

    x 22 -(a-3) x 2 -ln x 2

    x 1 - x 2 = x 0 +(a-3)+

    ln

    x 1

    x 2

    x 1 - x 2 .(9分)

    f / ( x 0 )= x 0 +(a-3)+

    1

    x 0 .

    若k=f′(x 0),则

    ln

    x 1

    x 2

    x 1 - x 2 =

    1

    x 0 ,即

    ln

    x 1

    x 2

    x 1 - x 2 =

    2

    x 1 + x 2 ,即 ln

    x 1

    x 2 =

    2

    x 1

    x 2 -2

    x 1

    x 2 + 1 .(*)(12分)

    令 t=

    x 1

    x 2 , u(t)=lnt-

    2t-2

    t+1 (0<t<1),

    则 u′(t)=

    (t-1) 2

    t (t+1) 2 >0.∴u(t)在0<t<1上是增函数,

    ∴u(t)<u(1)=0,

    ∴(*)式不成立,与假设矛盾.∴k≠f′(x 0).

    因此,满足条件的x 0不存在.(16分)