Question

設(shè)函數(shù)．
（Ⅰ）若在x=處的切線與直線4x+y=0平行，求a的值；
（Ⅱ）討論函數(shù)的單調(diào)區(qū)間；
（Ⅲ）若函數(shù)的圖象與x軸交于A，B兩點(diǎn)，線段AB中點(diǎn)的橫坐標(biāo)為，證明．

Answer 1

（I）a=-6；（Ⅱ）①當(dāng)a≥0時(shí)，函數(shù)f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為(0，+∞)；②當(dāng)a<0時(shí)，函數(shù)f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為(0，)，單調(diào)遞減區(qū)間為(，+∞)；（Ⅲ）詳見(jiàn)解析.

試題分析：（I）f(x)的圖象在x=處的切線與直線4x+y=0平行，則，求導(dǎo)、代入此式即可得a的值；（Ⅱ）求導(dǎo)得，由x>0，知>0，故只需考慮的符號(hào)．當(dāng)a≥0時(shí)，對(duì)任意x>0，>0恒成立，函數(shù)f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為(0，+∞)．當(dāng)a<0時(shí)，令=0，解得，由此可得函數(shù)f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為(0，)，單調(diào)遞減區(qū)間為(，+∞)；（Ⅲ）因?yàn)楹瘮?shù)的圖象與x軸交于A、B兩點(diǎn)，由（Ⅱ）知必有 .不妨設(shè)A(，0)，B(，0)，且，
因?yàn)楹瘮?shù)f(x)在(，+∞)上單調(diào)遞減，于是要證<0成立，只需證：即．這個(gè)不等式怎么證？這是一個(gè)很常見(jiàn)的問(wèn)題，都是將a換掉，只留，，然后將這個(gè)不等式變形為含的不等式，然后令，再利用導(dǎo)數(shù)證明.
試題解析：（I）由題知f(x)=2ax²+(a+4)x+lnx的定義域?yàn)?0，+∞)，
且．
又∵f(x)的圖象在x=處的切線與直線4x+y=0平行，
∴，
解得a=-6．                          4分
（Ⅱ），
由x>0，知>0．
①當(dāng)a≥0時(shí)，對(duì)任意x>0，>0，
∴此時(shí)函數(shù)f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為(0，+∞)．
②當(dāng)a<0時(shí)，令=0，解得，
當(dāng)時(shí)，>0，當(dāng)時(shí)，<0，
此時(shí)，函數(shù)f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為(0，)，單調(diào)遞減區(qū)間為(，+∞)．      9分
（Ⅲ）不妨設(shè)A(，0)，B(，0)，且，由（Ⅱ）知，
于是要證<0成立，只需證：即．
∵，  ①
， ②
①-②得，
即，
∴，
故只需證，
即證明，
即證明，變形為，
設(shè)，令，
則，
顯然當(dāng)t>0時(shí)，≥0，當(dāng)且僅當(dāng)t=1時(shí)，=0，
∴g(t)在(0，+∞)上是增函數(shù)．
又∵g(1)=0，
∴當(dāng)t∈(0，1)時(shí)，g(t)<0總成立，命題得證．          14分