Question

已知函数f（x）=2x²，g（x）=alnx（a＞0）．
（1）若直线l交f（x）的图象C于A，B两点，与l平行的另一条直线l₁切图象于M，求证：A，M，B三点的横坐标成等差数列；
（2）若不等式f（x）≥g（x）恒成立，求a的取值范围；
（3）求证：（其中e为无理数，约为2.71828）．

Answer

（1）设切点M的，A，B点的横坐标分别为x1，x2，求出AB方程与函数f（x）联立，利用韦达定理．即可证得结论；
（2）构造函数令F（x）=f（x）-g（x）=2x2-alnx，确定函数的最小值，不等式f（x）≥g（x）恒成立，等价于最小值大于等于0，由此可得的取值范围；
（3）由（2）得2x2≥4elnx，即，由此进行放缩，即可证得结论．
（1）证明：设切点M的横坐标为x，A，B点的横坐标分别为x1，x2，
因为f′（x）=4x，所以；
令AB方程为y=4xx+b，则由消去y得2x2-4xx-b=0，
当时，x1+x2=2x，所以A，M，B三点的横坐标成等差数列．…（4分）
（2）【解析】
令F（x）=f（x）-g（x）=2x2-alnx，，
令F'（x）=0，得，所以f（x）的减区间为，增区间为，
∴F（x）极小值=，
不等式f（x）≥g（x）恒成立，等价于，
∴a≤4e且a＞0，即a∈（0，4e]．…（10分）
（3）证明：由（2）得2x2≥4elnx，即，所以…
即（14分）