题目内容

已知函数f(x)=x2-(a+2)x+alnx,其中常数a>0.
(1)当a>2时,求函数f(x)的单调递增区间;
(2)当a=4时,是否存在实数m,使得直线6x+y+m=0恰为曲线y=f(x)的切线?若存在,求出m的值;若不存在,说明理由;
(3)设定义在D上的函数y=h(x)的图象在点P(x0,h(x0))处的切线方程为l:y=g(x),当x≠x0时,若
h(x)-g(x)x-x0
>0
在D内恒成立,则称P为函数y=h(x)的“类对称点”.当a=4,试问y=f(x)是否存在“类对称点”?若存在,请至少求出一个“类对称点”的横坐标;若不存在,说明理由.
分析:(1)f′(x)=2x-(a+2)+
a
x
=
2x2-(a+2)x+a
x
=
(2x-a)(x-1)
x
,由此能求出f(x)的单调递增区间.
(2)当a=4时,f(x)=x2-6x+4lnx,f′(x)=2x+
4
x
-6
,其中x>0,令f′(x)=2x+
4
x
-6=-6
,方程无解,由此推导出不存在实数m使得直线6x+y+m=0恰为曲线y=f(x)的切线.
(3)当a=4时,函数y=f(x)在其图象上一点P(x0,f(x0))处的切线方程为y=m(x)=(2x0+
4
x0
-6)(x-x0)+
x
2
0
-6x0+4lnx0
.由此能推导出y=f(x)存在“类对称点”,
2
是一个“类对称点”的横坐标.
解答:解:(1)∵f(x)=x2-(a+2)x+alnx,
f′(x)=2x-(a+2)+
a
x
=
2x2-(a+2)x+a
x
=
(2x-a)(x-1)
x
,其中x>0,
令f'(x)=0,得x=1或x=
a
2

∵a>2,∴
a
2
>1

当0<x<1及x>
a
2
时,f'(x)>0;
1<x<
a
2
时,f'(x)<0;
∴f(x)的单调递增区间为(0,1),(
a
2
,+∞)

(2)当a=4时,f(x)=x2-6x+4lnx,f′(x)=2x+
4
x
-6
,其中x>0,
f′(x)=2x+
4
x
-6=-6
,方程无解,
∴不存在实数m使得直线6x+y+m=0恰为曲线y=f(x)的切线.
(3)由(2)知,当a=4时,函数y=f(x)在其图象上一点P(x0,f(x0))处的切线方程为y=m(x)=(2x0+
4
x0
-6)(x-x0)+
x
2
0
-6x0+4lnx0

?(x)=f(x)-m(x)=x2-6x+4lnx-(2x0+
4
x0
-6)(x-x0)-(
x
2
0
-6x0+4lnx0)

则φ(x0)=0.
?′(x)=2x+
4
x
-6-(2x0+
4
x0
-6)=2(x-x0)(1-
2
xx0
)=
2
x
(x-x0)(x-
2
x0
)

x0
2
,?(x)
(x0
2
x0
)
上单调递减,
当x∈(x0
2
x0
)
时,φ(x)<φ(x0)=0,此时
?(x)
x-x0
<0

x0
2
,?(x)
(
2
x0
x0)
上单调递减,
当x∈(
2
x0
x0)
时,φ(x)>φ(x0)=0,此时
?(x)
x-x0
<0

∴y=f(x)在(0,
2
)∪(
2
,+∞)
上不存在“类对称点”.
x0=
2
,?′(x)=
2
x
(x-
2
)2>0

∴φ(x)在(0,+∞)上是增函数,
当x>x0时,φ(x)>φ(x0)=0,
当x<x0时,φ(x)<φ(x0)=0,故
?(x)
x-x0
>0

即此时点P是y=f(x)的“类对称点”
综上,y=f(x)存在“类对称点”,
2
是一个“类对称点”的横坐标.
点评:本题考查函数的单调增区间的求法,探索满足条件的实数的求法,探索函数是否存在“类对称点”.解题时要认真审题,注意分类讨论思想和等价转化思想的合理运用.
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