已知函数y=f(x)=ln(kx+[1/x]),(k>0)在x=1处取得极小值.

已知函数y=f(x)=ln(kx+[1/x]),(k>0)在x=1处取得极小值.
(1)求k的值;
(2)若f(x)在([1/2],f([1/2]))处的切线方程式为y=g(x),求证当x>0时,曲线y=f(x)不可能在直线y=g(x)的下方.
daicaomao 1年前 已收到1个回答 举报

trumanyh 春芽

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解题思路:(1)对函数求导,由已知得f′(1)=
k−1
k+1
=0⇒k=1

(2)由(1)知f′(x)=
x2−1
x(x2+1)
,则k=f′(
1
2
)=−
6
5
,即可得到y=f(x)在(
1
2
,ln
5
2
)
的切线方程,
将问题转化为f(x)≥g(x)在(0,+∞)恒成立,
ϕ(x)=f(x)−g(x)=ln(x+
1
x
)+
6
5
x−
3
5
−ln
5
2
,求出ϕ(x)min=ϕ(
1
2
)=0
,故ϕ(x)≥0即f(x)≥g(x)在(0,+∞)恒成立,得证.

(1)f′(x)=
kx2−1
x(kx2+1),
由已知得f′(1)=
k−1
k+1=0⇒k=1.…(3分)
(2)当k=1时f′(x)=
x2−1
x(x2+1),
此时y=f(x)在(0,1)单调递减,在(1,+∞)单调递增…(5分)
由于f′(x)=
x2−1
x(x2+1),k=f′(
1
2)=−
6
5,
则y=f(x)在(
1
2,ln
5
2)的切线方程为y−ln
5
2=−
6
5(x−
1
2),即y=g(x)=−
6
5x+
3
5+ln
5
2…(8分)
当x>0时,曲线y=f(x)不可能在直线y=g(x)的下方⇔f(x)≥g(x)在(0,+∞)恒成立,
令ϕ(x)=f(x)−g(x)=ln(x+
1
x)+
6
5x−
3
5−ln
5
2,ϕ′(x)=
(x−
1
2)(6x2+8x+10)
5(x3+x)
当x∈(0,
1
2),ϕ′(x)<0,x∈(
1
2,+∞),ϕ′(x)>0,ϕ(x)min=ϕ(
1
2)=0,
即ϕ(x)≥0即f(x)≥g(x)在(0,+∞)恒成立,
所以当x>0时,曲线y=f(x)不可能在直线y=g(x)的下方…(13分)

点评:
本题考点: 函数在某点取得极值的条件;利用导数研究曲线上某点切线方程;导数在最大值、最小值问题中的应用.

考点点评: 本题考查函数导函数的应用,主要是求最值问题,本题解题的关键是对于不等式成立,只要用函数的最值来整理就使得问题解题的方向非常明确.

1年前

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