已知函数 f(x)= 1 2 a x 2 +2x ,g(x)=lnx.

已知函数 f(x)=
1
2
a x 2 +2x
,g(x)=lnx.
(Ⅰ)如果函数y=f(x)在[1,+∞)上是单调增函数,求a的取值范围;
(Ⅱ)是否存在实数a>0,使得方程
g(x)
x
=f′(x)-(2a+1)
在区间 (
1
e
,e)
内有且只有两个不相等的实数根?若存在,请求出a的取值范围;若不存在,请说明理由.
苹果2002 1年前 已收到1个回答 举报

生yy相恋 幼苗

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(Ⅰ)当a=0时,f(x)=2x在[1,+∞)上是单调增函数,符合题意.
当a>0时,y=f(x)的对称轴方程为 x=-
2
a ,
由于y=f(x)在[1,+∞)上是单调增函数,
所以 -
2
a ≤1 ,解得a≤-2或a>0,所以a>0.
当a<0时,不符合题意.
综上,a的取值范围是a≥0.
(Ⅱ)把方程
g(x)
x =f′(x)-(2a+1) 整理为

lnx
x =ax+2-(2a+1) ,
即为方程ax 2 +(1-2a)x-lnx=0.
设H(x)=ax 2 +(1-2a)x-lnx(x>0),
原方程在区间(
1
e ,e )内有且只有两个不相等的实数根,
即为函数H(x)在区间(
1
e ,e )内有且只有两个零点
H′(x)=2ax+(1-2a)-
1
x =
2a x 2 +(1-2a)x-1
x =
(2ax+1)(x-1)
x
令H′(x)=0,因为a>0,解得x=1或 x=-
1
2a (舍)
当x∈(0,1)时,H′(x)<0,H(x)是减函数;
当x∈(1,+∞)时,H′(x)>0,H(x)是增函数.
H(x)在(
1
e ,e )内有且只有两个不相等的零点,
只需

H(
1
e )>0
H(x ) min <0
H(e)>0



a
e 2 +
1-2a
e +1=
(1-2a)e+a+ e 2
e 2 >0
H(1)=a+(1-2a)=1-a<0
a e 2 +(1-2a)e-1=( e 2 -2e)a+(e-1)>0


a<
e 2 +e
2e-1
a>1
a>
1-e
e 2 -2e
解得 1<a<
e 2 +e
2e-1 ,
所以a的取值范围是( 1,
e 2 +e
2e-1 ).

1年前

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