题目内容
【题目】已知函数![]()
(Ⅰ)若
,求
在
处的切线方程;
(Ⅱ)证明:对任意正数
,函数
和
的图像总有两个公共点.
【答案】(Ⅰ)
;(Ⅱ)证明见解析.
【解析】试题分析:(I)先根据导数几何意义得切线的斜率
,再根据点斜式得切线方程;(Ⅱ)函数
和
的图像总有两个公共点,等价于
总有两个实数根.变量分离得
,再根据导数研究函数
单调性,结合图像确定有两个交点的条件,即得证.
试题解析:(I)
时,则![]()
在
处的切线的斜率![]()
又
时,
即切点
,
所以
在
处的切线方程为:
,即![]()
(Ⅱ)法一:
记![]()
则
(已知
).
因为
有意义, ![]()
所以![]()
所以
在
单调递减,在
单调递增,
故![]()
记
![]()
因为![]()
所以
在
单调递增,在
单调递减,
故![]()
故
恒成立,即![]()
又
时,
时,
,
故
在
和
各有一个零点,
即
和
的图像在
和
各有且只有一个公共点.
法二:函数
和
的图像总有两个公共点,等价于
总有两个实数根.
显示
不是该方程的根.
当
时, ![]()
记![]()
则![]()
再记![]()
因为![]()
所以
在
单调递增,在
单调递减
所以![]()
即![]()
从而
在
和
均单调递增,
又
时,
时,
时,
,
又
时,
时,
时,
,
的草图如图:
![]()
故对任意的正数
,直线
与
的图像总有两个公共点,
即方程
总有两个根,
即函数
和
的图像总有两个公共点,命题得证.
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