题目内容
【题目】已知函数f(x)=lnx﹣ax2+(2﹣a)x. (Ⅰ)讨论f(x)的单调性;
(Ⅱ)设a>0,证明:当0<x< 时,f( +x)>f( ﹣x);
(Ⅲ)若函数y=f(x)的图象与x轴交于A,B两点,线段AB中点的横坐标为x0 , 证明:f′(x0)<0.
【答案】解:(I)函数f(x)的定义域为(0,+∞), f′(x)= =﹣ ,
① 若a>0,则由f′(x)=0,得x= ,且当x∈(0, )时,f′(x)>0,
当x∈( ,+∞)时,f′(x)<0,
所以f(x)在(0, )单调递增,在( ,+∞)上单调递减;
②当a≤0时,f′(x)>0恒 成立,因此f(x)在(0,+∞)单调递增;
(II)设函数g(x)=f( +x)﹣f( ﹣x),则g(x)=ln(1+ax)﹣ln(1﹣ax)﹣2ax,
g′(x)= = ,
当x∈(0, )时,g′(x)>0,而g(0)=0,
所以g(x)>0,
故当0<x< 时,f( +x)>f( ﹣x);
(III)由(I)可得,当a≤0时,函数y=f(x)的图象与x轴至多有一个交点,
故a>0,从而f(x)的最大值为f( ),
不妨设A(x1 , 0),B(x2 , 0),0<x1<x2 ,
则0<x1< <x2 ,
由(II)得,f( ﹣x1)=f( )>f(x1)=f(x2)=0,
又f(x)在( ,+∞)单调递减,
∴ ﹣x1<x2 , 于是x0= ,
由(I)知,f′( x0)<0.
【解析】(I)求导,并判断导数的符号,确定函数的单调区间;(II)构造函数g(x)=f( +x)﹣f( ﹣x),利用导数求函数g(x)当0<x< 时的最小值大于零即可,(III)设出函数y=f(x)的图象与x轴交于A,B两点的横坐标,根据(I).(II)结论,即可证明结论.
【考点精析】解答此题的关键在于理解利用导数研究函数的单调性的相关知识,掌握一般的,函数的单调性与其导数的正负有如下关系: 在某个区间内,(1)如果,那么函数在这个区间单调递增;(2)如果,那么函数在这个区间单调递减.