题目内容
(本小题满分15分)
已知函数
(Ⅰ)求函数的极值;
(Ⅱ)对于曲线上的不同两点,如果存在曲线上的点,且,使得曲线在点处的切线∥,则称为弦的伴随切线。特别地,当,时,又称为的λ——伴随切线。
(ⅰ)求证:曲线的任意一条弦均有伴随切线,并且伴随切线是唯一的;
(ⅱ)是否存在曲线C,使得曲线C的任意一条弦均有伴随切线?若存在,给出一条这样的曲线 ,并证明你的结论; 若不存在 ,说明理由。
已知函数
(Ⅰ)求函数的极值;
(Ⅱ)对于曲线上的不同两点,如果存在曲线上的点,且,使得曲线在点处的切线∥,则称为弦的伴随切线。特别地,当,时,又称为的λ——伴随切线。
(ⅰ)求证:曲线的任意一条弦均有伴随切线,并且伴随切线是唯一的;
(ⅱ)是否存在曲线C,使得曲线C的任意一条弦均有伴随切线?若存在,给出一条这样的曲线 ,并证明你的结论; 若不存在 ,说明理由。
(Ⅰ)当时,没有极值;
当时,的极大值为,没有极小值。(Ⅱ)见解析
当时,的极大值为,没有极小值。(Ⅱ)见解析
(Ⅰ)
当,,函数在内是增函数,
∴函数没有极值。 当时,令,得。
当变化时,与变化情况如下表:
∴当时,取得极大值。
综上,当时,没有极值;
当时,的极大值为,没有极小值。
(Ⅱ)(ⅰ)设是曲线上的任意两点,要证明
有伴随切线,只需证明存在点,使得
,且点不在上。
∵,即证存在,使得,即成立,且点不在上。 …………………8分
以下证明方程在内有解。…
记,则。
令,
∴,
∴在内是减函数,∴。
取,则,即。……9分
同理可证。∴。
∴函数在内有零点。
即方程在内有解。又对于函数取,则
可知,即点Q不在上。
是增函数,∴的零点是唯一的,
即方程在内有唯一解。
综上,曲线上任意一条弦均有伴随切线,并且伴随切线是唯一的。
(ⅱ)取曲线C:,则曲线的任意一条弦均有伴随切线。
证明如下:
设是曲线C上任意两点,
则,
又,
即曲线C:的任意一条弦均有伴随切线。
注:只要考生给出一条满足条件的曲线,并给出正确证明,均给满分。若只给曲
线,没有给出正确的证明,请酌情给分。
解法二:
(Ⅰ)同解法一。
(Ⅱ)(ⅰ)设是曲线上的任意两点,要证明
有伴随切线,只需证明存在点,使得
,且点不在上。 ∵,即证存在,使得,
即成立,且点不在上。…………… 8分
以下证明方程在内有解。
设。…
则。
记,
∴,
∴在内是增函数,
∴。 同理。。
∴方程在内有解。又对于函数,
∵,,
可知,即点Q不在上。
又在内是增函数,
∴方程在内有唯一解。
综上,曲线上任意一条弦均有伴随切线,并且伴随切线是唯一的。
(ⅱ)同解法一。
当,,函数在内是增函数,
∴函数没有极值。 当时,令,得。
当变化时,与变化情况如下表:
+ | 0 | - | |
单调递增 | 极大值 | 单调递减 |
综上,当时,没有极值;
当时,的极大值为,没有极小值。
(Ⅱ)(ⅰ)设是曲线上的任意两点,要证明
有伴随切线,只需证明存在点,使得
,且点不在上。
∵,即证存在,使得,即成立,且点不在上。 …………………8分
以下证明方程在内有解。…
记,则。
令,
∴,
∴在内是减函数,∴。
取,则,即。……9分
同理可证。∴。
∴函数在内有零点。
即方程在内有解。又对于函数取,则
可知,即点Q不在上。
是增函数,∴的零点是唯一的,
即方程在内有唯一解。
综上,曲线上任意一条弦均有伴随切线,并且伴随切线是唯一的。
(ⅱ)取曲线C:,则曲线的任意一条弦均有伴随切线。
证明如下:
设是曲线C上任意两点,
则,
又,
即曲线C:的任意一条弦均有伴随切线。
注:只要考生给出一条满足条件的曲线,并给出正确证明,均给满分。若只给曲
线,没有给出正确的证明,请酌情给分。
解法二:
(Ⅰ)同解法一。
(Ⅱ)(ⅰ)设是曲线上的任意两点,要证明
有伴随切线,只需证明存在点,使得
,且点不在上。 ∵,即证存在,使得,
即成立,且点不在上。…………… 8分
以下证明方程在内有解。
设。…
则。
记,
∴,
∴在内是增函数,
∴。 同理。。
∴方程在内有解。又对于函数,
∵,,
可知,即点Q不在上。
又在内是增函数,
∴方程在内有唯一解。
综上,曲线上任意一条弦均有伴随切线,并且伴随切线是唯一的。
(ⅱ)同解法一。
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