题目内容

【题目】已知函数f(x)=blnx,g(x)=ax2﹣x(a∈R).
(1)若曲线f(x)与g(x)在公共点A(1,0)处有相同的切线,求实数a、b的值;
(2)在(1)的条件下,证明f(x)≤g(x)在(0,+∞)上恒成立;
(3)若a=1,b>2e,求方程f(x)﹣g(x)=x在区间(1,eb)内实根的个数(e为自然对数的底数).

【答案】
(1)解:∵f(x)=blnx,g(x)=ax2﹣x(a∈R),

,g'(x)=2ax﹣1.

∵曲线f(x)与g(x)在公共点A(1,0)处有相同的切线,

,解得


(2)解:设F(x)=f(x)﹣g(x)=lnx﹣(x2﹣x),x>0

∴当x>1时,y<0;当﹣ <x<0时,y<0;当0<x<1时,y>0;当x<﹣ 时,y>0.

∴F(x)在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减.

∴F(x)最大值为F(1)=ln1﹣(1﹣1)=0.

∴F(x)=f(x)﹣g(x)≤0,即f(x)≤g(x)


(3)解:∵f(x)=blnx,g(x)=ax2﹣x,a=1,b>2e

∴f(x)﹣g(x)=x转化为blnx﹣x2=0,

令G(x)=blnx﹣x2,则

=0,得x=

∵x∈(1,eb)且b>2e,

,eb

∴由G′(x)>0得1<x< ,由G′(x)<0,得

∴G(x)在 上单调递增,在 上单调递减

∴当x= 时,

∵b>2e,∴ ,∴ ,∴

又∵G(1)=﹣1<0G(eb)=blneb﹣e2b=b2﹣e2b=(b+eb)(b﹣eb)<0,

∴方程f(x)﹣g(x)=x在区间(1,eb)内有两个实根


【解析】(1)由 ,g'(x)=2ax﹣1,利用曲线f(x)与g(x)在公共点A(1,0)处有相同的切线,能求出实数a、b的值.(2)设F(x)=f(x)﹣g(x)=lnx﹣(x2﹣x),x>0,则 ,由此推导出F(x)最大值为F(1)=0.从而能够证明f(x)≤g(x).(3)由f(x)=blnx,g(x)=ax2﹣x,a=1,b>2e,知f(x)﹣g(x)=x转化为blnx﹣x2=0,令G(x)=blnx﹣x2 , 则 ,由此能够推导出方程f(x)﹣g(x)=x在区间(1,eb)内有两个实根.

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