题目内容

【题目】已知函数f(x)=lnx+ax2-x(x>0,a∈R).

(Ⅰ)讨论函数f(x)的单调性;

(Ⅱ)求证:当a≤0时,曲线y=f(x)上任意一点处的切线与该曲线只有一个公共点.

【答案】(Ⅰ)见解析;(Ⅱ)见解析

【解析】

(Ⅰ)求出函数的导数,通过讨论a的范围.求出函数的单调区间即可;(Ⅱ)根据函数的单调性以及a的范围证明即可.

(Ⅰ)f′(x)=+2ax-1=(x>0),

设g(x)=2ax2-x+1(x>0),

(1)当0<a<时,g(x)在(0,),(,+∞)上大于零,

在(,)上小于零,

所以f(x)在(0,),(,+∞)上递增,

在(,)上递减,

(2)当a≥时,g(x)≥0(当且仅当a=,x=2时g(x)=0),

所以f(x)在(0,+∞)上单调递增,

(3)当a=0时,g(x)在(0,1)上大于零,在(1,+∞)上小于零,

所以f(x)在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)单调递减,

(4)当a<0时,g(x)在(0,)上大于零,在(,+∞)上小于零,

所以f(x)在(0,)上递增,在(,+∞)上递减;

(Ⅱ)曲线y=f(x)在点(t,f(t))处的曲线方程为:

y=(+2at-1)(x-t)+lnt+at2-t,

曲线方程和y=f(x)联立可得:

lnx+ax2-(+2at)x-lnt+at2+1=0,

设h(x)=lnx+ax2-(+2at)x-lnt+at2+1(x>0),

h′(x)=,

当a≤0时,在(0,t)h′(x)>0,在(t,+∞)h′(x)<0,

故h(x)在(0,t)递增,在(t,+∞)递减,

又h(t)=0,

故h(x)只有唯一的零点t,

即切线与该曲线只有1个公共点(t,f(t)).

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