题目内容
已知函数(a≠0且a≠1).(Ⅰ)试就实数a的不同取值,写出该函数的单调递增区间;
(Ⅱ)已知当x>0时,函数在上单调递减,在上单调递增,求a的值并写出函数的解析式;
(Ⅲ)记(Ⅱ)中的函数的图象为曲线C,试问是否存在经过原点的直线l,使得l为曲线C的对称轴?若存在,求出l的方程;若不存在,请说明理由.
【答案】分析:(1)对函数f(x)进行求导,令导函数大于0根据a的不同值求出x的范围.
(2)令f'()=0求出a即可得到答案.
(3)假设存在且设直线方程y=kx,根据点的对称求出直线斜率即可得到答案.
解答:解:(Ⅰ)由题设知:.
①当a<0时,函数f(x)的单调递增区间为;
②当0<a<1时,函数f(x)的单调递增区间为(-∞,0)及(0,+∞);
③当a>1时,函数f(x)的单调递增区间为及.
(Ⅱ)由题设及(Ⅰ)中③知且a>1,解得a=3,
因此,函数解析式为(x≠0).
(Ⅲ)假设存在经过原点的直线l为曲线C的对称轴,显然x、y轴不是曲线C的对称轴,
故可设l:y=kx(k≠0),设P(p,q)为曲线C上的任意一点,P'(p',q')与P(p,q)关于直线l对称,且p≠p',q≠q',
则P'也在曲线C上,由此得,,且,,
整理得,解得或,
所以存在直线及为曲线C的对称轴.
点评:本题主要考查函数的单调性与其导函数的正负的关系,即导函数大于0时原函数单调递增,导函数小于0时原函数单调递减.
(2)令f'()=0求出a即可得到答案.
(3)假设存在且设直线方程y=kx,根据点的对称求出直线斜率即可得到答案.
解答:解:(Ⅰ)由题设知:.
①当a<0时,函数f(x)的单调递增区间为;
②当0<a<1时,函数f(x)的单调递增区间为(-∞,0)及(0,+∞);
③当a>1时,函数f(x)的单调递增区间为及.
(Ⅱ)由题设及(Ⅰ)中③知且a>1,解得a=3,
因此,函数解析式为(x≠0).
(Ⅲ)假设存在经过原点的直线l为曲线C的对称轴,显然x、y轴不是曲线C的对称轴,
故可设l:y=kx(k≠0),设P(p,q)为曲线C上的任意一点,P'(p',q')与P(p,q)关于直线l对称,且p≠p',q≠q',
则P'也在曲线C上,由此得,,且,,
整理得,解得或,
所以存在直线及为曲线C的对称轴.
点评:本题主要考查函数的单调性与其导函数的正负的关系,即导函数大于0时原函数单调递增,导函数小于0时原函数单调递减.
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