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设函数 f(x)=2x2+alnx (aR).

  1. 若曲线 y=f(x) 在点 (1,f(1)) 处的切线方程为 y=2x+m, 求实数 a,m 的值;
  2. 关于 x 的方程 f(x)+2cosx=5 能否有三个不同的实根? 证明你的结论;
  3. f(2x1)+2>2f(x) 对任意 x[2,+) 恒成立, 求实数 a 的取值范围.

  1. y=f(x)(1,f(1)) 处的切线方程为 yf(1)=f(1)(x1), 也即 y=(4+a)x(2+a), 与 y=2x+m 比对, 得 a=2, m=0.

  2. 不能. 如果存在三个不同的实根, 则 g(x)=f(x)+2cosx 至少有两个极值点, 也即 g(x) 至少有两个零点, 从而 g(x) 至少有一个零点.

    • 如果 a0, 则 g(x)=4x+ax2sinx>4x+ax2x>0, 不存在两个零点;
    • 如果 a<0, 则 g(x)=4ax22cosx>2ax2>0, 不存在零点.

    从而原方程不能有三个不同的实根.

  3. 原不等式等价于 G(x)=4(x1)2+aln(2x1)2alnx>0,x[2,+). 首先代入 x=2, 得 a<4ln43. 此时 G(x)=8(x1)+2a2x12ax=2(x1)[4ax(2x1)]2(x1)(4a6)>2(x1)(423ln43)>0, (最后一步是因为 ln43>2(431)43+1=27>16), 所以 a<4ln43 是充分的, 也就是最后的答案.