已知f(x)=2x-12x2,g(x)=logax(a>0且a≠1),h(x)=f(x)-g(x)在定义域上为减函数,且其导函数h′(x)存在零点.(I)求实数a的值;(II)函数y=p(x)的图象与函数y=g(x)的图象关于直线y=x对称,且y=p′(x)为函数y=p(x)的导函数,A(x1,y1),B(x2,y2),(x1<x2)是函数y=p(x)图象上两点,若p′(x0)=y1−y2x1−x2,判断P(x0),,P(x1),P(x2)的大小,并证明你的结论.

问题描述:

已知f(x)=2x-

1
2
x2,g(x)=logax(a>0且a≠1),h(x)=f(x)-g(x)在定义域上为减函数,且其导函数h(x)存在零点.
(I)求实数a的值;
(II)函数y=p(x)的图象与函数y=g(x)的图象关于直线y=x对称,且y=p(x)为函数y=p(x)的导函数,A(x1,y1),B(x2,y2),(x1<x2)是函数y=p(x)图象上两点,若p(x0)=
y1y2
x1x2
,判断P(x0),,P(x1),P(x2)的大小,并证明你的结论.

(I)f′(x)=2−x,g′(x)=

1
xlna

∵h(x)=f(x)-g(x)在定义域上为减函数
∴h′(x)≤0在(0,+∞)上恒成立即
1
lna
≥−x2+2x
在(0,+∞)上恒成立
1
lna
≥  ( x2+2x)max
x∈(0,+∞)
令u(x)=-x2+2x=-(x-1)2+1≤1
1
lna
≥1

∵h′(x)存在零点
x2−2x+
1
lna
=0在(0,+∞)上有根

△=4(1−
1
lna
)≥0

1
lna
≤1

∴lna=1即a=e
(II)∵g(x)=lnx,p(x)=ex
令F(x)=ex(x−x2)−ex+ex2(x<x2)
F′(x)=ex+exx-x2ex-ex=(x-x2)ex<0
∴F(x)在(-∞,x2)上递减
ex1(x1x2)>ex1ex2
ex1
ex1ex2
x1x2

同理
ex1ex2
x1x2
ex2

所以有P(x1)<P(x0)<P(x2
答案解析:(I)令h′(x)≤0在(0,+∞)上恒成立,分离出
1
lna
,求出二次函数(-x2+2x)max,令
1
lna
( −x2+2x)max
求出a的范围.
(II)通过分析法,构造函F((x),通过导数判断出F(x)的单调性,判断出P(x0),P(x1),P(x2)的大小.
考试点:函数的单调性与导数的关系;反函数;综合法与分析法(选修).

知识点:解决不等式恒成立,常采用的方法是分离参数,构造新函数,转化为求函数的最值.