已知函数f(x)=ax2+lnx,f1(x)=16x2+43x+59lnx,f2(x)=12x2+2ax,a∈R
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解题思路:(1)先求出导数

f′(x)=2ax+

1

x

,根据导数的几何意义得出f(x)在点(e,f(e))处的切线的斜率为

k=2ae+

1

e

,从而写出切线方程得出切线恒过定点;

(2)先令

p(x)=f(x)−

f

2

(x)=(a−

1

2

)

x

2

−2ax+lnx

<0,对x∈(1,+∞)恒成立,

利用导数求出p(x)在区间(1,+∞)上是减函数,从而得出:要使p(x)<0在此区间上恒成立,只须满足

p(1)=−a−

1

2

≤0

,由此解得a的范围即可.

(3)当

a=

2

3

时,

f

1

(x)=

1

6

x

2

+

4

3

x+

5

9

lnx,

f

2

(x)=

1

2

x

2

+

4

3

x

y=

f

2

(x)−

f

1

(x)=

1

3

x

2

5

9

lnx,x∈(1,+∞)

.利用导数研究它的单调性,得出y=f2(x)-f1(x)在(1,+∞)上为增函数,最后得到满足f1(x)<g(x)<f2(x)恒成立的函数g(x)有无穷多个.

(1)因为f′(x)=2ax+

1

x,所以f(x)在点(e,f(e))处的切线的斜率为k=2ae+

1

e,

所以f(x)在点(e,f(e))处的切线方程为y=(2ae+

1

e)(x−e)+ae2+1,

整理得y−

1

2=(2ae+

1

e)(x−

e

2),所以切线恒过定点(

e

2,

1

2).

(2)令p(x)=f(x)−f2(x)=(a−

1

2)x2−2ax+lnx<0,对x∈(1,+∞)恒成立,

因为p′(x)=(2a−1)x−2a+

1

x=

(2a−1)x2−2ax+1

x=

(x−1)[(2a−1)x−1]

x(*)

令p'(x)=0,得极值点x1=1,x2=

1

2a−1,

①当[1/2<a<1时,有x2>x1=1,即

1

2<a<1时,在(x2,+∞)上有p'(x)>0,

此时p(x)在区间(x2,+∞)上是增函数,并且在该区间上有p(x)∈(p(x2),+∞),不合题意;

②当a≥1时,有x2<x1=1,同理可知,p(x)在区间(1,+∞)上,有p(x)∈(p(1),+∞),也不合题意;

③当a≤

1

2]时,有2a-1≤0,此时在区间(1,+∞)上恒有p'(x)<0,

从而p(x)在区间(1,+∞)上是减函数;

要使p(x)<0在此区间上恒成立,只须满足p(1)=−a−

1

2≤0⇒a≥−

1

2,

所以−

1

2≤a≤

1

2.

综上可知a的范围是[−

1

2,

1

2].

(3)当a=

2

3时,f1(x)=

1

6x2+

4

3x+

5

9lnx,f2(x)=

1

2x2+

4

3x

记y=f2(x)−f1(x)=

1

3x2−

5

9lnx,x∈(1,+∞).

因为y′=

2x

3−

5

9x=

6x2−5

9x>0,所以y=f2(x)-f1(x)在(1,+∞)上为增函数,

所以f2(x)−f1(x)>f2(1)−f1(1)=

1

3,设R(x)=f1(x)+

1

3λ,(0<λ<1),则f1(x)<R(x)<f2(x),

所以在区间(1,+∞)上,满足f1(x)<g(x)<f2(x)恒成立的函数g(x)有无穷多个.

点评:

本题考点: 利用导数研究曲线上某点切线方程;利用导数研究函数的单调性;导数在最大值、最小值问题中的应用.

考点点评: 本题主要考查利用导数研究曲线上某点切线方程、导函数的正负与原函数的单调性之间的关系等,注意应用导数的性质:当导函数大于0时原函数单调递增,当导函数小于0时原函数单调递减.