已知函数f(x)=blnx,g(x)=ax2-x(a∈R).

已知函数f(x)=blnx,g(x)=ax2-x(a∈R).
(1)若曲线f(x)与g(x)在公共点A(1,0)处有相同的切线,求实数a、b的值;
(2)在(1)的条件下,证明f(x)≤g(x)在(0,+∞)上恒成立;
(3)若a=1,b>2e,求方程f(x)-g(x)=x在区间(1,eb)内实根的个数(e为自然对数的底数).
委鬼言若 1年前 已收到1个回答 举报

huimmde 幼苗

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解题思路:(1)由f′(x)=
b
x],g'(x)=2ax-1,利用曲线f(x)与g(x)在公共点A(1,0)处有相同的切线,能求出实数a、b的值.
(2)设F(x)=f(x)-g(x)=lnx-(x2-x),x>0,则F′(x)=
1
x
−2x+1=
−(2x+1)(x−1)
x
,由此推导出F(x)最大值为F(1)=0.从而能够证明f(x)≤g(x).
(3)由f(x)=blnx,g(x)=ax2-x,a=1,b>2e,知f(x)-g(x)=x转化为blnx-x2=0,令G(x)=blnx-x2,则G(x)=
b−2x2
x
,由此能够推导出方程f(x)-g(x)=x在区间(1,eb)内有两个实根.

(1)∵f(x)=blnx,g(x)=ax2-x(a∈R),
∴f′(x)=
b
x,g'(x)=2ax-1.…(2分)
∵曲线f(x)与g(x)在公共点A(1,0)处有相同的切线,


f(1)=bln1=0
g(1)=a−1=0
b=2a−1,解得

a=1
b=1.…(4分)
(2)设F(x)=f(x)-g(x)=lnx-(x2-x),x>0
则F′(x)=
1
x−2x+1=
−(2x+1)(x−1)
x,…(5分)
∴当x>1时,y<0;当-[1/2]<x<0时,y<0;当0<x<1时,y>0;当x<-[1/2]时,y>0.
∴F(x)在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减.…(7分)
∴F(x)最大值为F(1)=ln1-(1-1)=0.
∴F(x)=f(x)-g(x)≤0,即f(x)≤g(x).…(8分)
(3)∵f(x)=blnx,g(x)=ax2-x,a=1,b>2e
∴f(x)-g(x)=x转化为blnx-x2=0,
令G(x)=blnx-x2,则G′(x)=
b−2x2
x,
由G′(x)=
b−2x2
x=0,得x=±

b
2,
∵x∈(1,eb)且b>2e,


b
2>
e>1,eb

b
2,
∴由G′(x)>0得1<x<

b
2,由G′(x)<0,得

b
2<x<eb,
∴G(x)在(1,

b
2)上单调递增,在(

b
2,eb)上单调递减
∴当x=

b
2时,Gmax(x)=bln

b
2−
b
2=
b
2ln
b
2−
b
2=
b
2(ln
b
2−1),…(10分)
∵b>2e,∴[b/2>e,∴ln
b
2>lne=1,∴G(

b
2)>0
又∵G(1)=-1<0G(eb)=blneb-e2b=b2-e2b=(b+eb)(b-eb)<0,
∴方程f(x)-g(x)=x在区间(1,eb)内有两个实根.…(12分)

点评:
本题考点: 利用导数研究曲线上某点切线方程;根的存在性及根的个数判断;导数在最大值、最小值问题中的应用.

考点点评: 本题考查导数的几何意义的应用,考查不等式恒成立的证明,考查方程的实根个数的求法,解题时要认真审题,注意等价转化思想的合理运用.

1年前

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