题目内容
已知(I)求函数f(x)的单调递增区间;
(II)令a=2,若经过点A(3,0)可以作三条不同的直线与曲线y=f(x)相切,求b的取值范围.
【答案】分析:(I)由
=
,x∈(0,+∞),令f′(x)=0,得x=a,或x=a.由此根据a的取值进行分类讨论,能求出f(x)的单调递增区间.
(II)设切点为P(x,y),切线斜率为k,则关于x的方程
=
有三个不等实根,即b=
,由此入手能够推导出当b∈(
)时,可作三条切线.
解答:解:(I)∵
,
∴
=
=
,x∈(0,+∞)
令f′(x)=0,得x=a,或x=a.
①当0<a<1时,f(x)的单调递增区间为(0,a),(1,+∞);
②当a=1时,f(x)的单调递增区间是(0,+∞);
③当a>1时,f(x)的单调递增区间是(0,1),(a,+∞).
(II)设切点为P(x,y),切线斜率为k,
则方程组
,
即关于x的方程
=
有三个不等实根,
整理,得b=
=
,
令h(x)=
,
则h′(x)=x-3+
-
,
h′(x)=0,解得x=
,或x=3.
当x变化时,h′(x)与h(x)的变化情况如下表:
当x=1时,h(x)取得极大值h(
)=12-6
-ln2.
当x=3时,h(x)取得极小值h(3)=
;
又当x趋近于0时,h(x)充分小,当x趋近于+∞时,h(x)充分大,
故当b∈(
)时,可作三条切线.
点评:本题考查函数的单调递增区间的求法,考查满足条件的实数的取值范围的求法.解题时要认真审题,仔细解答,注意分类讨论思想、等价转化思想的合理运用.
(II)设切点为P(x,y),切线斜率为k,则关于x的方程
解答:解:(I)∵
∴
=
=
令f′(x)=0,得x=a,或x=a.
①当0<a<1时,f(x)的单调递增区间为(0,a),(1,+∞);
②当a=1时,f(x)的单调递增区间是(0,+∞);
③当a>1时,f(x)的单调递增区间是(0,1),(a,+∞).
(II)设切点为P(x,y),切线斜率为k,
则方程组
即关于x的方程
整理,得b=
=
令h(x)=
则h′(x)=x-3+
h′(x)=0,解得x=
当x变化时,h′(x)与h(x)的变化情况如下表:
| x | (0, | | ( | 3 | (3,+∞) |
| h′(x) | + | 0 | - | 0 | + |
| h(x) | ↑ | 极大值 | ↓ | 极小值 | ↑ |
当x=3时,h(x)取得极小值h(3)=
又当x趋近于0时,h(x)充分小,当x趋近于+∞时,h(x)充分大,
故当b∈(
点评:本题考查函数的单调递增区间的求法,考查满足条件的实数的取值范围的求法.解题时要认真审题,仔细解答,注意分类讨论思想、等价转化思想的合理运用.
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