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
则 ,
∴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 ,
由 =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.