题目内容
已知函数f(x)=x2-(a+2)x+alnx,其中常数a>0.
(1)当a>2时,求函数f(x)的单调递增区间;
(2)当a=4时,是否存在实数m,使得直线6x+y+m=0恰为曲线y=f(x)的切线?若存在,求出m的值;若不存在,说明理由;
(3)设定义在D上的函数y=h(x)的图象在点P(x0,h(x0))处的切线方程为l:y=g(x),当x≠x0时,若
>0在D内恒成立,则称P为函数y=h(x)的“类对称点”.当a=4,试问y=f(x)是否存在“类对称点”?若存在,请至少求出一个“类对称点”的横坐标;若不存在,说明理由.
(1)当a>2时,求函数f(x)的单调递增区间;
(2)当a=4时,是否存在实数m,使得直线6x+y+m=0恰为曲线y=f(x)的切线?若存在,求出m的值;若不存在,说明理由;
(3)设定义在D上的函数y=h(x)的图象在点P(x0,h(x0))处的切线方程为l:y=g(x),当x≠x0时,若
h(x)-g(x) | x-x0 |
分析:(1)f′(x)=2x-(a+2)+
=
=
,由此能求出f(x)的单调递增区间.
(2)当a=4时,f(x)=x2-6x+4lnx,f′(x)=2x+
-6,其中x>0,令f′(x)=2x+
-6=-6,方程无解,由此推导出不存在实数m使得直线6x+y+m=0恰为曲线y=f(x)的切线.
(3)当a=4时,函数y=f(x)在其图象上一点P(x0,f(x0))处的切线方程为y=m(x)=(2x0+
-6)(x-x0)+
-6x0+4lnx0.由此能推导出y=f(x)存在“类对称点”,
是一个“类对称点”的横坐标.
a |
x |
2x2-(a+2)x+a |
x |
(2x-a)(x-1) |
x |
(2)当a=4时,f(x)=x2-6x+4lnx,f′(x)=2x+
4 |
x |
4 |
x |
(3)当a=4时,函数y=f(x)在其图象上一点P(x0,f(x0))处的切线方程为y=m(x)=(2x0+
4 |
x0 |
x | 2 0 |
2 |
解答:解:(1)∵f(x)=x2-(a+2)x+alnx,
∴f′(x)=2x-(a+2)+
=
=
,其中x>0,
令f'(x)=0,得x=1或x=
.
∵a>2,∴
>1.
当0<x<1及x>
时,f'(x)>0;
当1<x<
时,f'(x)<0;
∴f(x)的单调递增区间为(0,1),(
,+∞).
(2)当a=4时,f(x)=x2-6x+4lnx,f′(x)=2x+
-6,其中x>0,
令f′(x)=2x+
-6=-6,方程无解,
∴不存在实数m使得直线6x+y+m=0恰为曲线y=f(x)的切线.
(3)由(2)知,当a=4时,函数y=f(x)在其图象上一点P(x0,f(x0))处的切线方程为y=m(x)=(2x0+
-6)(x-x0)+
-6x0+4lnx0,
设?(x)=f(x)-m(x)=x2-6x+4lnx-(2x0+
-6)(x-x0)-(
-6x0+4lnx0),
则φ(x0)=0.
?′(x)=2x+
-6-(2x0+
-6)=2(x-x0)(1-
)=
(x-x0)(x-
)
若x0<
,?(x)在(x0,
)上单调递减,
∴当x∈(x0,
)时,φ(x)<φ(x0)=0,此时
<0;
若x0>
,?(x)在(
,x0)上单调递减,
∴当x∈(
,x0)时,φ(x)>φ(x0)=0,此时
<0.
∴y=f(x)在(0,
)∪(
,+∞)上不存在“类对称点”.
若x0=
,?′(x)=
(x-
)2>0,
∴φ(x)在(0,+∞)上是增函数,
当x>x0时,φ(x)>φ(x0)=0,
当x<x0时,φ(x)<φ(x0)=0,故
>0.
即此时点P是y=f(x)的“类对称点”
综上,y=f(x)存在“类对称点”,
是一个“类对称点”的横坐标.
∴f′(x)=2x-(a+2)+
a |
x |
2x2-(a+2)x+a |
x |
(2x-a)(x-1) |
x |
令f'(x)=0,得x=1或x=
a |
2 |
∵a>2,∴
a |
2 |
当0<x<1及x>
a |
2 |
当1<x<
a |
2 |
∴f(x)的单调递增区间为(0,1),(
a |
2 |
(2)当a=4时,f(x)=x2-6x+4lnx,f′(x)=2x+
4 |
x |
令f′(x)=2x+
4 |
x |
∴不存在实数m使得直线6x+y+m=0恰为曲线y=f(x)的切线.
(3)由(2)知,当a=4时,函数y=f(x)在其图象上一点P(x0,f(x0))处的切线方程为y=m(x)=(2x0+
4 |
x0 |
x | 2 0 |
设?(x)=f(x)-m(x)=x2-6x+4lnx-(2x0+
4 |
x0 |
x | 2 0 |
则φ(x0)=0.
?′(x)=2x+
4 |
x |
4 |
x0 |
2 |
xx0 |
2 |
x |
2 |
x0 |
若x0<
2 |
2 |
x0 |
∴当x∈(x0,
2 |
x0 |
?(x) |
x-x0 |
若x0>
2 |
2 |
x0 |
∴当x∈(
2 |
x0 |
?(x) |
x-x0 |
∴y=f(x)在(0,
2 |
2 |
若x0=
2 |
2 |
x |
2 |
∴φ(x)在(0,+∞)上是增函数,
当x>x0时,φ(x)>φ(x0)=0,
当x<x0时,φ(x)<φ(x0)=0,故
?(x) |
x-x0 |
即此时点P是y=f(x)的“类对称点”
综上,y=f(x)存在“类对称点”,
2 |
点评:本题考查函数的单调增区间的求法,探索满足条件的实数的求法,探索函数是否存在“类对称点”.解题时要认真审题,注意分类讨论思想和等价转化思想的合理运用.
练习册系列答案
相关题目
已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)(x∈R,A>0,ω>0,|φ|<
)的部分图象如图所示,则f(x)的解析式是( )
π |
2 |
A、f(x)=2sin(πx+
| ||
B、f(x)=2sin(2πx+
| ||
C、f(x)=2sin(πx+
| ||
D、f(x)=2sin(2πx+
|