已知函数f(x)=[1/2]ax2+2x,g(x)=lnx.

已知函数f(x)=[1/2]ax2+2x,g(x)=lnx.
(Ⅰ)如果函数y=f(x)在区间[1,+∞)上是单调函数,求a的取值范围;
(Ⅱ)是否存在正实数a,使得函数T(x)=
g(x)
x
-f′(x)+(2a+1)在区间([1/e],e)内有两个不同的零点(e=2.71828…是自然对数的底数)?若存在,请求出a的取值范围;若不存在,请说明理由.
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绿水湖烟波 幼苗

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(1)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,+∞)上是单调函数,所以-[2/a]≤1,解得a≤-2或a>0,
综上,a的取值范围是a≥0,或a≤-2.
(2)T(x)=[lnx/x]-(ax+2)+(2a+1),函数T(x)在区间([1/e],e)内有两个不同的零点,
∴T(x)=0,即方程ax2+(1-2a)x-lnx=0在区间([1/e],e)内有两个不同的实根,
设H(x)=ax2+(1-2a)x-lnx (x>0)
H′(x)=2ax+(1-2a)-[1/x]=
2ax2+(1−2a)x−1
x=
(2ax+1)(x−1)
x
令H′(x)=0,因a为正数,解得x=1或x=-[1/2a](舍)
当x∈([1/e],1)时,H′(x)<0,H(x)是减函数,
当x∈(1,e)时,H′(x)>0,H(x)是增函数,
为满足题意,只需H(x)在([1/e],e)内有两个不相等的零点,故


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

解得1<a<
e2+e
2e−1

1年前

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