数学题已知函数f (x) = lnx,g (x) =a/x(a>0),设F(x) = f (x) + g (x).

数学题已知函数f (x) = lnx,g (x) =a/x(a>0),设F(x) = f (x) + g (x).
已知函数f (x) = lnx,g (x) =a/x(a>0),设F(x) = f (x) + g (x).(1)求函数F(x)的单调区间;(2)若点p为函数的图象上任意一点,当x包含于(0,3]时,点P处的切线的斜率k≤1/2恒成立,求实数a的最小值;(3)是否存在实数m,使得函数y = g(2a/(1+x2) + m -1的图象与函数y = f (1 + x2)的图象恰有四个不同的交点?若存在,求出实数m的取值范围;若不存在,说明理由.
游灵500223 1年前 已收到1个回答 举报

curtismeng 幼苗

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1. F(x)=f(x)+g(x)=lnx +a/x (a>0)
F'(x)=1/x - a/(x^2)=(x-a)/(x^2)
令F'(x)=0 则x=a,故F(x)在(0,a)上递减,在(a,+∞)递增.
2.由题可得F'(x)=1/x - a/(x^2)=k≤1/2 在(0,3]上恒成立,用分离系数法
移项同分之类得 a≥-(x^2)/2 + x=-0.5x(x-2) (因式分解)
由于a≥-(x^2)/2 + x=-0.5x(x-2) 对于x∈(0,3] 恒成立而根据二次函数的特点x=1处取最大值,故由于a≥-(x^2)/2 + x=-0.5x(x-2) 对于x∈(0,3] 恒成立时a≥-0.5*1*(-1)= 0.5
得a的最小值为0.5
3.存在.
y=g[2a/(x^2+1)]+m-1的图像与y=f(1+x^2)的图像恰好有四个不同的交点则
g[2a/(x^2+1)]+m-1=f(1+x^2)有四个不同根
即(x^2+1)/2 + m-1=ln(x^2 +1)有四个不同根 为了方便,这里先换元 令c=x^2 +1≥1
设u(c)=lnc - c/2 (c≥1) 则问题转化为y=u(c)与y=m-1 的图像是否在c>1时有两个不同交点
(这样才能使x有4个根)
求导u'(c)=1/c -1/2 =(2-c)/(2c) 令u'(c)=0则c=1
画图观察则u(c)在(1,2)上递增,在(2,+∞)上递减
u(1)= -1/2 u(2)=ln2 -1
故只要 u(1)<(m-1)<u(2) 也即 -1/2<(m-1)<ln2-1 即 1/2<m<ln2
即可满足y=u(c)与y=m-1 的图像在c>1时有两个不同交点(这样才能使x有4个根)
所以m的取值范围是1/2<m<ln2

1年前

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