Question

已知函數(shù)f（x）=lnx，g（x）=ax²-（a-1）x，（a∈R）．
（Ⅰ）已知函數(shù)y=g（x）的零點至少有一個在原點右側，求實數(shù)a的范圍．
（Ⅱ）記函數(shù)y=F（x）的圖象為曲線C．設點A（x₁，y₁），B（x₂，y₂）是曲線C上的不同兩點．如果在曲線C上存在點M（x₀，y₀），使得：①x₀=；②曲線C在點M處的切線平行于直線AB，則稱函數(shù)f（x）=存在“中值相依切線”．
試問：函數(shù)G（x）=f（x）-g（x）（a∈R且a≠0）是否存在“中值相依切線”，請說明理由．

Answer 1

解：（Ⅰ）（1）當a=0時，g（x）=x，直線與x軸的交點為O（0，0），即函數(shù)y=g（x）的零點為0，不在原點右側，不滿足條件．（1分）
（2）當a=1時，g（x）=x²，拋物線的頂點為O（0，0），即函數(shù)y=g（x）的零點為0，不在原點右側，不滿足條件．（2分）
（3）當0＜a＜1時，g（x）=ax²-（a-1）x=a（x-）²-，拋物線開口向上且過原點，對稱軸＜0，所以拋物線與x軸的另一交點在對稱軸的左側，故函數(shù)y=g（x）的零點不在原點右側，不滿足條件．（3分）
（4）當a＞1時，g（x）=ax²-（a-1）x=a（x-）²-，拋物線開口向上且過原點，對稱軸＞0，所以拋物線與x軸的另一交點在對稱軸的右側，故函數(shù)y=g（x）有一個零點在原點右側，滿足條件．（4分）
（5）當a＜0時，g（x）=ax²-（a-1）x=a（x-）²-，拋物線開口向下且過原點，對稱軸＞0，所以拋物線與x軸的另一交點在對稱軸的右側，故函數(shù)y=g（x）有一個零點在原點右側，滿足條件．（5分）
綜上可得，實數(shù)a的取值范圍是（-∞，0）∪（1，+∞）．（6分）
（Ⅱ）假設函數(shù)G（x）存在“中值相依切線”．
設A（x₁，y₁），B（x₂，y₂），是曲線y=G（x）上的不同兩點，且0＜x₁＜x₂，
則y₁=lnx₁-a+（a-1）x₁，y₂=lnx₂-a+（a-1）x₂．
k_AB=a（x₁+x₂）+（a-1）（8分）
曲線在點M（x₀，y₀）處的切線斜率k=G′（x₀）=，（9分）
依題意得：a（x₁+x₂）+（a-1）=．
化簡可得：=，即=．（11分）
設=t（t＞1），上式化為：lnt=2-，即lnt+=2．（12分）
令h（t）=lnt+，則h′（t）=．
因為t＞1，顯然h′（t）＞0，所以h（t）在（1，+∞）上遞增，顯然有h（t）＞2恒成立．
所以在（1，+∞）內不存在t，使得lnt+=2成立．
綜上所述，假設不成立．
所以函數(shù)G（x）不存在“中值相依切線”．（14分）
分析：（Ⅰ）分類討論，利用函數(shù)為二次函數(shù)，確定函數(shù)的零點，再進行驗證，即可得到結論；
（Ⅱ）對于存在性問題，可先假設存在，即假設存在兩點A（x₁，y₁），B（x₂，y₂），再利用中值伴侶切線的意義結合導數(shù)工具，若出現(xiàn)矛盾，則說明假設不成立，即不存在；否則存在．
點評：本題考查函數(shù)的零點，考查分類討論的數(shù)學思想，考查導數(shù)知識的運用，考查存在性問題，綜合性強．