题目内容
已知函数,().
(Ⅰ)已知函数的零点至少有一个在原点右侧,求实数的范围.
(Ⅱ)记函数的图象为曲线.设点,是曲线上的不同两点.如果在曲线上存在点,使得:①;②曲线在点处的切线平行于直线,则称函数存在“中值相依切线”.
试问:函数(且)是否存在“中值相依切线”,请说明理由.
(Ⅰ)已知函数的零点至少有一个在原点右侧,求实数的范围.
(Ⅱ)记函数的图象为曲线.设点,是曲线上的不同两点.如果在曲线上存在点,使得:①;②曲线在点处的切线平行于直线,则称函数存在“中值相依切线”.
试问:函数(且)是否存在“中值相依切线”,请说明理由.
(Ⅰ)(Ⅱ)函数不存在“中值相依切线”,理由见解析。
解:(Ⅰ)(1)当时,,直线与轴的交点为,即函数的零点为0,不在原点右侧,不满足条件. (1分)
(2)当时,,抛物线的顶点为,即函数的零点为0,不在原点右侧,不满足条件. (2分)
(3)当时,,抛物线开口向上且过原点,对称轴,所以抛物线与轴的另一交点在对称轴的左侧,故函数的零点不在原点右侧,不满足条件. (3分)
(4)当时,,抛物线开口向上且过原点,对称轴,所以抛物线与轴的另一交点在对称轴的右侧,故函数有一个零点在原点右侧,满足条件. (4分)
(5)当时,,抛物线开口向下且过原点,对称轴,所以抛物线与轴的另一交点在对称轴的右侧,故函数有一个零点在原点右侧,满足条件. (5分)
综上可得,实数的取值范围是. (6分)
(Ⅱ)假设函数存在“中值相依切线”.
设,是曲线上的不同两点,且,
则,.
(8分)
曲线在点处的切线斜率
, (9分)
依题意得:.
化简可得: , 即=. (11分)
设 (),上式化为:, 即. (12分)
令,.
因为,显然,所以在上递增,显然有恒成立.
所以在内不存在,使得成立.
综上所述,假设不成立.所以,函数不存在“中值相依切线”. (14分)
(2)当时,,抛物线的顶点为,即函数的零点为0,不在原点右侧,不满足条件. (2分)
(3)当时,,抛物线开口向上且过原点,对称轴,所以抛物线与轴的另一交点在对称轴的左侧,故函数的零点不在原点右侧,不满足条件. (3分)
(4)当时,,抛物线开口向上且过原点,对称轴,所以抛物线与轴的另一交点在对称轴的右侧,故函数有一个零点在原点右侧,满足条件. (4分)
(5)当时,,抛物线开口向下且过原点,对称轴,所以抛物线与轴的另一交点在对称轴的右侧,故函数有一个零点在原点右侧,满足条件. (5分)
综上可得,实数的取值范围是. (6分)
(Ⅱ)假设函数存在“中值相依切线”.
设,是曲线上的不同两点,且,
则,.
(8分)
曲线在点处的切线斜率
, (9分)
依题意得:.
化简可得: , 即=. (11分)
设 (),上式化为:, 即. (12分)
令,.
因为,显然,所以在上递增,显然有恒成立.
所以在内不存在,使得成立.
综上所述,假设不成立.所以,函数不存在“中值相依切线”. (14分)
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