题目内容

【题目】已知函数,.

(1)若直线与函数的图象相切,求实数的值;

(2)若存在,,使,且,求实数的取值范围;

(3)当时,求证:.

【答案】(1);(2);(3)详见解析.

【解析】

(1)由f′(x0).可得切线方程为:y=()x+lnx0,与直线y=2x完全相同,可得=2,lnx0=0.即可得出a.

(2)设t(x)=ex﹣x,x∈R.t′(x)=ex﹣1,利用导数研究其单调性可得0是函数t(x)的极小值点,可得.再由g(x2)=0,解得x2,可得x1的范围.从而问题可转化为函数f(x)=lnx﹣ax+1在x∈(1,+∞)上有零点.由f′(x)a.对a分类讨论,研究其单调性即可得出.

(3)构造函数F(x)=x2+g(x)﹣f(x),利用导数研究其单调性极值与最值即可得出.

(1)设切点坐标为,

由,得,

所以切线方程为:,

即.

因为直线与函数的图象相切,

所以,解得.

(2)设,则,令,得,

且当时,:当时,,

所以在上单调递减,在上单调递增,

所以在时取得极小值为0,即.

由,可得,

所以即为,

由题意可得:函数在上有零点.

因为,

当时,,函数在上单调递增,

所以,函数在上无零点:

当时,令,得.

①若,即时,在上恒成立,

所以函数在上单调递减,

所以,函数在上无零点:

②若,即时,

当时,:当时,.

所以函数在上单调递增,在上单调递减,

所以,

因为,所以函数在上无零点:

又,

令,

则在上恒成立,

所以在上单调递增,

所以,即,

所以,且在的图象连续不断,

所以函数在上有且只有一个零点,

即函数在上有零点.

综上所述,.

(3)当时,,

令 ,

则,

令,则当时,,

所以函数在区间上是增函数,

又,,

所以函数存在唯一的零点,

且当时,;当时,.

所以当时,;当时,.

所以函数在上递减,在上递增,

故,

由得:,

两边取对数得:,故,

所以,即.

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