题目内容
(09年长沙一中一模理)(13分)已知函数f (x) = lnx,g (x) =
(a>0),设F(x) = f (x) + g (x).
(1)求函数F(x)的单调区间;
(2)若点
为函数
的图象上任意一点,当
时,点P处的切线的斜率k≤
恒成立,求实数a的最小值;
(3)是否存在实数m,使得函数y = g(
) + m 1的图象与函数y = f (1 + x2)的图象恰有四个不同的交点?若存在,求出实数m的取值范围;若不存在,说明理由.
解析:(1)F(x) = f (x) + g (x) = lnx +
(x>0),F′(x) =
.
∵a>0,由F′(x)>0
x∈(a,+∞),∴F(x)在[a,+∞)上单调递增.
由F′(x)<.0
x∈(0,a),∴F(x)在(0,a]上单调递减.
∴F(x)的单调递减区间为(0,a],单调递增区间为[a,+∞). ……3分
(2)F′(x) =
,k = F′(x0) =
≤
(0<x0≤3)
恒成立
,
当x0 = 1时,
取得最大值
.
∴a≥
,∴amin =
. ……6分
(3)若y = g
+ m 1 =
x2 + m
的图象与y = f (1 + x2) = ln(x2 +1)的图象恰有四个不同的交点,即
有四个不同的根,亦即m = ln(x2 + 1)
x2 +
有四个不同的根.
令G(x) = ln(x2 + 1)
,则G′(x) =
x =![]()
当x变化时,G′(x)、G (x)的变化情况如下表:
x | (∞,1) | (1,0) | (0,1) | (1,+∞) |
G′(x)的符号 | + | + | ||
G (x)的单调性 | 增 | 减 | 增 | 减 |
……10分
由表格知:G (x)极小值 = G (0) =
,G (x)极大值 = G (1) = G (1) = ln2>0, ……11分
画出草图和验证G(2) = G(2) = ln5 2 +
<
可知,当m∈(
,ln2)时,y = G (x)与y = m恰有四个不同的交点.