题目内容
【题目】设函数f(x)=lnx,g(x)=ax+ ,函数f(x)的图象与x轴的交点也在函数g(x)的图象上,且在此点有公切线. (Ⅰ)求a、b的值;
(Ⅱ)试比较f(x)与g(x)的大小.
【答案】解:(Ⅰ)由f(x)=lnx=0,得x=1,所以函数f(x)=lnx的图象与x轴的交点坐标是(1,0),
依题意,得g(1)=a+b=0 ①
又 , ,∵f(x)与g(x)在点(1,0)处有公切线,
∴g′(1)=f′(1)=1,即a﹣b=1 ②
由①、②得a= , ;
(Ⅱ)令F(x)=f(x)﹣g(x),
则 ,
函数F(x)的定义域为(0,+∞).
∵ ≤0,
∴函数F(x)在(0,+∞)上为减函数.
当0<x<1时,F(x)>F(1)=0,即f(x)>g(x);
当x=1时,F(x)=F(1)=0,即f(x)=g(x);
当x>1时,F(x)<F(1)=0,即f(x)<g(x).
综上可知,当0<x≤1时,f(x)≥g(x);当x>1时,f(x)<g(x).
【解析】(Ⅰ)首先求出函数f(x)的图象与x轴的交点坐标(1,0),代入函数g(x)后得到关于a,b的等式,再由两函数在(1,0)处由公切线,得到关于a,b的另一等式,两式联立即可求得a,b的值;(Ⅱ)令辅助函数F(x)=f(x)﹣g(x),把函数f(x)和g(x)的解析式代入,整理后求出其导函数,由导函数可知F(x)在定义域(0,+∞)内是减函数,然后分0<x<1,x=1,x>1进行大小比较.
【考点精析】根据题目的已知条件,利用函数的最大(小)值与导数的相关知识可以得到问题的答案,需要掌握求函数在上的最大值与最小值的步骤:(1)求函数在内的极值;(2)将函数的各极值与端点处的函数值,比较,其中最大的是一个最大值,最小的是最小值.