已知函数f(x)=2lnx-x2+ax(a∈R).
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解题思路:(Ⅰ)求函数的导数,利用导数的几何意义,求f(x)的图象在x=1处的切线方程;(Ⅱ)根据函数g(x)=f(x)-ax+m在[1e,e]上有两个零点,将函数转化为求函数极大值和极小值之间的关系,进行求实数m的取值范围;(Ⅲ)将不等式f(x1)−f(x2)x1−x2<2恒成立,问题转化为最值恒成立,构造函数,利用导数求实数a的取值范围.

(Ⅰ)当a=2时,f(x)=2lnx-x2+2x,f′(x)=

2

x−2x+2,切点坐标为(1,1),

切线的斜率k=f'(1)=2,则切线方程为y-1=2(x-1),即y=2x-1.(2分)

(Ⅱ)g(x)=2lnx-x2+m,则g′(x)=

2

x−2x=

−2(x+1)(x−1)

x,

∵x∈[

1

e,e],故g'(x)=0时,x=1.

当[1/e<x<1时,g'(x)>0;

当1<x<e时,g'(x)<0.

故g(x)在x=1处取得极大值g(1)=m-1.(4分)

又g(

1

e)=m−2−

1

e2],g(e)=m+2-e2,g(e)−g(

1

e)=4−e2+

1

e2<0,则g(e)<g(

1

e),

∴g(x)在[

1

e,e]上的最小值是g(e).(6分)

g(x)在[

1

e,e]上有两个零点的条件是

g(1)=m−1>0

g(

1

e)=m−2−

1

e2≤0,

解得1<m≤2+

1

e2,

∴实数m的取值范围是(1,2+

1

e2].(8分)

(Ⅲ)不妨设1<x1<x2<2,

f(x1)−f(x2)

x1−x2<2恒成立等价于f(x2)-f(x1)<2(x2-x1),即f(x1)-2x1>f(x2)-2x2.(10分)

令u(x)=f(x)-2x,由x1,x2具有任意性知,u(x)在区间(1,2)内单调递减,

∴u'(x)=f'(x)-2<0恒成立,即f'(x)<2恒成立,(12分)

2

x−2x+a<2,a<2x−

2

x+2在(1,2)上恒成立.

令h(x)=2x−

2

x+2,则h′(x)=2+

2

x2>0,(13分)

∴h(x)=2x−

2

x+2在(1,2)上单调递增,则h(x)>h(1)=2,

∴实数a的取值范围是(-∞,2].(14分)

点评:

本题考点: 利用导数研究曲线上某点切线方程;函数的零点;利用导数研究函数的单调性.

考点点评: 本题主要考查导数的几何意义,以及利用导数研究函数的性质,考查学生的运算能力,运算量较大,综合性较强,难度较大.