Question

已知函數(shù)f（x）=alnx+

1

2

ax²+bx（a≠0）
（Ⅰ）若函數(shù)f（x）的圖象在x=1處的切線方程為y=3x-

3

2

，求a，b的值；
（Ⅱ）若a=2時，函數(shù)f（x）是增函數(shù)，求實數(shù)b的取值范圍；
（Ⅲ）設(shè)函數(shù)g（x）=lnx的圖象C₁與函數(shù)h（x）=f（x）-ag（x）的圖象C₂交于點P、Q，過線段PQ的中點R作x軸的垂線分別交C₁、C₂于點M、N，問是否存在點R，使C₁在M處的切線與C₂在N處的切線平行？若存在，求出R的橫坐標(biāo)；若不存在，請說明理由．

Answer 1

考點：利用導(dǎo)數(shù)研究曲線上某點切線方程,利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性

專題：函數(shù)的性質(zhì)及應(yīng)用,導(dǎo)數(shù)的概念及應(yīng)用,導(dǎo)數(shù)的綜合應(yīng)用,直線與圓

分析：（Ⅰ）求出f（x）的導(dǎo)數(shù)，求出切線的斜率，切點，由已知切線方程，可得a，b的方程，解得即可；
（Ⅱ）求出a=2的導(dǎo)數(shù)，由f（x）是增函數(shù)，則有f′（x）≥0在x＞0恒成立，運用參數(shù)分離，運用基本不等式求得右邊的最小值，即可得到b的范圍；
（Ⅲ）首先設(shè)點P、Q的坐標(biāo)是（x₁，y₁），（x₂，y₂），0＜x₁＜x₂，然后通過導(dǎo)數(shù)公式以及導(dǎo)數(shù)的幾何意義，分別求出曲線C₁在點M處的切線斜率k₁和曲線C₂在點N處的切線斜率k₂，因為兩條切線平行，所以k₁=k₂，解關(guān)于x₁，x₂，a，b的方程，整理成ln

x2

x1

=

2( x2 x1 -1)

x2 x1 +1

．設(shè)t=

x2

x1

，則lnt=

2(t-1)

t+1

①轉(zhuǎn)化為關(guān)于t的函數(shù)討論問題，根據(jù)其單調(diào)性得出lnt＞

2(t-1)

t+1

．這與①矛盾，因此假設(shè)不成立．可得C₁在點M處的切線與C₂在點N處的切線不平行．

解答： 解：（Ⅰ）函數(shù)f（x）=alnx+

1

2

ax²+bx的導(dǎo)數(shù)為f′（x）=

a

x

+ax+b，
在x=1處的切線斜率為k=2a+b，f（1）=

1

2

a+b，
在x=1處的切線方程為y=3x-

3

2

，即有2a+b=3，

1

2

a+b=3-

3

2

，
解得a=b=1；
（Ⅱ）若a=2時，函數(shù)f（x）=2lnx+x²+bx的導(dǎo)數(shù)為f′（x）=

2

x

+2x+b，
由f（x）是增函數(shù)，則有f′（x）≥0在x＞0恒成立，
即-

b

2

≤x+

1

x

，由于x+

1

x

≥2（當(dāng)且僅當(dāng)x=1取得等號），
則有-

b

2

≤2，解得b≥-4；
（Ⅲ）設(shè)點P、Q的坐標(biāo)是（x₁，y₁），（x₂，y₂），0＜x₁＜x₂
則點M，N的橫坐標(biāo)為x=

x1+x2

2

，
C₁點在M處的切線斜率為k₁=

2

x1+x2

，
C₂點N處的切線斜率為k₂=

a(x1+x2)

2

+b，
假設(shè)C₁點M處的切線與C₂在點N處的切線平行，則k₁=k₂
即

2

x1+x2

=

a(x1+x2)

2

+b，
則

2(x2-x1)

x1+x2

=

a

2

（x₂²-x₁²）+b（x₂-x₁）=（

a

2

x₂²+bx₂）-（

a

2

x₁²+bx₁）=y₂-y₁=lnx₂-lnx₁．
∴l(xiāng)n

x2

x1

=

2( x2 x1 -1)

x2 x1 +1

．
設(shè)t=

x2

x1

，則lnt=

2(t-1)

t+1

①
令F（t）=lnt-

2(t-1)

t+1

，
則F′（t）=

1

t

-

4

(t+1)2

=

(t-1)2

t(t+1)2

，
因為t＞1時，F(xiàn)'（t）＞0，
所以F（t）在[1，+∞）上單調(diào)遞增．
故F（t）＞F（1）=0
則lnt＞

2(t-1)

t+1

．這與①矛盾，假設(shè)不成立．
故C₁在點M處的切線與C₂在點N處的切線不平行．

點評：本題考查導(dǎo)數(shù)的運用：求切線方程和單調(diào)區(qū)間和極值、最值，考查不等式的恒成立問題轉(zhuǎn)化為求函數(shù)的最值，屬于中檔題．