试题与答案

已知a>0,b∈R,函数f(x)=12x2+alnx-(a+1)x+b.(I)求

题型:解答题

题目:

已知a>0,b∈R,函数f(x)=
1
2
x2+alnx-(a+1)x+b

(I)求函数f(x)的单调递增区间;
(II)令a=2,若经过点A(3,0)可以作三条不同的直线与曲线y=f(x)相切,求b的取值范围.

答案:

(I)∵a>0,b∈R,函数f(x)=

1
2
x2+alnx-(a+1)x+b,

f(x)=x+

a
x
-(a+1)

=

x2-(a+1)x+a
x

=

(x-1)(x-a)
x
,x∈(0,+∞)

令f′(x)=0,得x=a,或x=a.

①当0<a<1时,f(x)的单调递增区间为(0,a),(1,+∞);

②当a=1时,f(x)的单调递增区间是(0,+∞);

③当a>1时,f(x)的单调递增区间是(0,1),(a,+∞).

(II)设切点为P(x0,y0),切线斜率为k,

则方程组

y0=k(x0-3)
y0=
1
2
x02+2lnx0-3x0+b
k=f(x0)=
(x0-1)(x0-2)
x0

即关于x0的方程

1
2
x02+2lnx0-3x0+b=
(x0-1)(x0-2)(x0-3)
x0
有三个不等实根,

整理,得b=

(x0-1)(x0-2)(x0-3)
x0
-(
1
2
x02+2lnx0-3x0)

=

1
2
x02-3x0-
6
x0
-2lnx0+11,

令h(x)=

1
2
x2-3x-
6
x
-2lnx+11,x∈(0,+∞),

则h′(x)=x-3+

6
x2
-
2
x

h′(x)=0,解得x=

2
,或x=3.

当x变化时,h′(x)与h(x)的变化情况如下表:

 x (0,
2
 
2
 (
2
,3)
 3 (3,+∞)
 h′(x)+ 0- 0+
 h(x) 极大值 极小值
当x=1时,h(x)取得极大值h(
2
)=12-6
2
-ln2.

当x=3时,h(x)取得极小值h(3)=

9
2
-2ln3;

又当x趋近于0时,h(x)充分小,当x趋近于+∞时,h(x)充分大,

故当b∈(

9
2
-2ln3,12-6
2
-ln2)时,可作三条切线.

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