(2014•陕西三模)设函数f(x)=2lnx+mx-x2.
(Ⅰ)若曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为y=2x+n,求实数m,n的值;
(Ⅱ)若m>-4,求证:当a>b>0时,有
f(a)−f(b)
a
2
−
b
2
>-2;
(Ⅲ)若函数f(x)有两个零点x1,x2(x1<x2),且x0=
x
1
+
x
2
2
,求证f′(x0)<0.
解题思路:(Ⅰ)求导数,利用若曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为y=2x+n,建立方程,即可求实数m,n的值;
(Ⅱ)设g(x)=f(x)+2x2=x2+2lnx+mx,证明g(x)在(0,+∞)上递增,即可证明结论;
(Ⅲ)f′(x0)=2([2
x
1
+
x
2
-
ln
x
1
−ln
x
2
x
1
−
x
2
)=
2
x
1
−
x
2
•[
2(
x
1
−
x
2
)
x
1
+
x
2
-(lnx1-lnx2)],证明
2(
x
1
−
x
2
)
x
1
+
x
2
-(lnx1-lnx2)=
2(t−1)/t+1]-lnt>0,根据
2
x
1
−
x
2
<0,即可得出结论.
(Ⅰ)∵f(x)=2lnx+mx-x2,
∴f′(x)=m+[2/x]-2x,
∵曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为y=2x+n,
∴f′(1)=m+2-2=2,
∴m=2,
∵f(1)=2-1+2×1+n,
∴n=-1;
(Ⅱ)证明:设g(x)=f(x)+2x2=x2+2lnx+mx.
∴g′(x)=2x+m+[2/x]
∵m>-4,x>0,
∴g′(x)=2x+m+[2/x]≥m+4>0,
∴g(x)在(0,+∞)上递增,
∵a>b>0,
∴g(a)>g(b),
∴f(a)+2a2>f(b)+2b2,
∴
f(a)−f(b)
a2−b2>-2;
(Ⅲ)证明:∵函数f(x)有两个零点x1,x2(x1<x2),
∴2lnx1+mx1-x12=0,2lnx2+mx2-x22=0,
∴m=x1+x2-2•
lnx1−lnx2
x1−x2,
∵f′(x)=m+[2/x]-2x,x0=
x1+x2
2,
∴f′(x0)=2([2
x1+x2-
lnx1−lnx2
x1−x2)=
2
x1−x2•[
2(x1−x2)
x1+x2-(lnx1-lnx2)],
令t=
x1
x2,则t∈(0,1),
∴
2(x1−x2)
x1+x2-(lnx1-lnx2)=
2(t−1)/t+1]-lnt
设h(t)=
2(t−1)
t+1-lnt(t∈(0,1)),
则h′(t)=-
点评:
本题考点: 利用导数研究曲线上某点切线方程;导数的运算.
考点点评: 本题考查导数知识的综合运用,考查导数的几何意义,考查函数的单调性,正确构造函数是关键.
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