已知函数f(x)=ax2+(1-2a)x-lnx(a∈R).(1)当a>0时,求函数f(x)的单调增区间;(2)当a<0时,

2024-11-01 14:32:30
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(1)∵f(x)=ax2+(1-2a)x-lnx,
f(x)=2ax+(1?2a)?

1
x
2ax2+(1?2a)x?1
x
=
(2ax+1)(x?1)
x

∵a>0,x>0,
∴2ax+1>0,解f′(x)>0,得x>1,
∴f(x)的单调增区间为(1,+∞);
(2)当a<0时,由f′(x)=0,得x1=?
1
2a
,x2=1,
①当?
1
2a
>1,即?
1
2
<a<0
时,f(x)在(0,1)上是减函数,
∴f(x)在[
1
2
,1
]上的最小值为f(1)=1-a.
②当
1
2
≤?
1
2a
≤1
,即-1≤a≤?
1
2
时,
f(x)在[
1
2
,?
1
2a
]
上是减函数,在[?
1
2a
,1]
上是增函数,
∴f(x)的最小值为f(?
1
2a
)=1?
1
4a
+ln(?2a)

③当?
1
2a
1
2
,即a<-1时,f(x)在[
1
2
,1]
上是增函数,
∴f(x)的最小值为f(
1
2
)=
1
2
?
3
4
a+ln2

综上,函数f(x)在区间[
1
2
,1]
上的最小值为:
f(x)min
1
2
?
3
4
a+ln2      a<?1
1?
1
4a
+ln(?2a)  ?1≤a≤?
1
2
1?a                     ?
1
2
<a<0              

(3)设M(x0,y0),则点N的横坐标为x0
x1+x2
2

直线AB的斜率k1
y1?y2
x1?x2

=
1
x1?x2
[a(x12?x22)+(1?2a)(x1?x2)+lnx2?lnx1]

=a(x1+x2)+(1?2a)+
lnx2?lnx1
x1?x2

曲线C在点N处的切线斜率k2f(x0)=2ax0+(1?2a)?
1
x0

=a(x1+x2)+(1?2a)?
2
x1+x2

假设曲线C在点N处的切线平行于直线AB,则k1=k2
lnx2?lnx1
x1?x2
=?
2
x1+x2

ln
x2
x1
2(x2?x1)
x1+x2
2(
x2
x1
?1)
1+
x2
x1

不妨设x1<x2
x2
x1
=t>1
,则lnt=
2(t?1)
1+t

g(t)=lnt?
2(t?1)
1+t
 (t>1)
,则g(t)=
1
t
?
4
(1+t)2
(t?1)2
t(1+t)2
>0

∴g(t)在(1,+∞)上是增函数,又g(1)=0,
∴g(t)>0,即lnt=
2(t?1)
1+t
不成立,
∴曲线C在点N处的切线不平行于直线AB.