题目内容
16.已知函数f(x)=x-lnx+m,若曲线y=f(x)在(2,f(2))处的切线方程为x-2y-2ln2=0.(1)求m的值;
(2)若对于任意x∈(0,1],总有f(x)≥a(x-1)2,求实数a的取值范围.
分析 (1)求出函数的导数,计算f′(2),求出切线方程即可;
(2)设g(x)=f(x)-a(x-1)2,求出函数的导数,通过讨论a的范围,求出函数的单调区间,求出函数的最小值即可,从而确定a的范围即可.
解答 解:(1)f′(x)=1-$\frac{1}{x}$,则f′(2)=$\frac{1}{2}$,又因为切点为(2,2-ln2+m),
所以切线方程为y-(2-ln2+m)=$\frac{1}{2}$(x-2),
即:x-2y-2ln2+2+2m=0,
所以2+2m=0,即m=-1.
(2)设g(x)=f(x)-a(x-1)2,则g(x)≥0在x∈(0,1]上恒成立,
g′(x)=1-$\frac{1}{x}$-2ax+2a,
若a=0,则g′(x)=1-$\frac{1}{x}$≤0在(0,1]上恒成立,g(x)在(0,1]上单调递减,
g(x)min=g(1)=0,所以g(x)≥0符合题意.
若a≠0,则g′(x)=$\frac{-2{ax}^{2}+(2a+1)x-1}{x}$,
令g′(x)=0,得x=1或x=$\frac{1}{2a}$,
若a<0则$\frac{1}{2a}$<0,则g′(x)≤0,在(0,1]上恒成立,
g(x)在(0,1]上单调递减,
g(x)min=g(1)=0,所以g(x)≥0符合题意.
若a>$\frac{1}{2}$,则0<$\frac{1}{2a}$<1,
当x∈(0,$\frac{1}{2a}$)时,g′(x)<0,g(x)单调递减;当x∈($\frac{1}{2a}$,1)时,g′(x)>0,g(x)单调递增.
这时g(x)min=g($\frac{1}{2a}$)<g(1)=0,不符合题意.
若0<a≤$\frac{1}{2}$,则$\frac{1}{2a}$≥1,则g′(x)≤0在(0,1]上恒成立,g(x)在(0,1]上单调递减,
g(x)min=g(1)=0,所以g(x)≥0符合题意.综上所述:a≤$\frac{1}{2}$.
点评 本题考查了切线方程问题,考查函数的单调性、最值问题,考查导数的应用以及分类讨论思想,转化思想,是一道综合题.