题目内容
已知函数f(x)=ln(a+x)-ln(a-x)(a>0).
(Ⅰ)曲线y=f(x)在点(0,f(0))处的切线方程为y=2x,求a的值;
(Ⅱ)当x≥0时,f(x)≥2x+
,试求a的取值范围.
(Ⅰ)曲线y=f(x)在点(0,f(0))处的切线方程为y=2x,求a的值;
(Ⅱ)当x≥0时,f(x)≥2x+
| 2x3 |
| 3 |
考点:利用导数研究曲线上某点切线方程,利用导数求闭区间上函数的最值
专题:导数的综合应用
分析:(Ⅰ)求函数的导数,利用导数的几何意义即可求a的值;
(Ⅱ)当x≥0时,构造函数g(x)=f(x)-2x-
,求函数的导数,利用导数研究函数的单调性即可求a的取值范围.
(Ⅱ)当x≥0时,构造函数g(x)=f(x)-2x-
| 2x3 |
| 3 |
解答:
解:(Ⅰ)函数的导数f′(x)=
+
,
曲线y=f(x)在点(0,f(0))处的切线斜率k=f′(0)=
+
=
=2,
解得a=1;
(Ⅱ)当x≥0时,设g(x)=f(x)-(2x+
),
则g′(x)=f′(x)-2-2x2=
+
-2-2x2=
-2-2x2=
[x4-(a2-1)x2+a-a2]
①当0<a<1时,a2-1<0,a-a2>0,
当0≤x<a时,x4-(a2-1)x2+a-a2>0,即g′(x)≥0,
则函数g(x)在[0,a)上为增函数,
∴g(x)≥g(0)=0,即此时f(x)≥2x+
,成立.
②当a>1时,a2-1>0,a-a2<0
∴0<x<
<a时,x2-(a2-1)<0,
从而x4-(a2-1)x2+a-a2<0,即g′(x)<0,
即函数g(x)在(0,
)上为减函数,
∴当0<x<
时,g(x)<g(0)=0,与题意不符,
综上当x≥0时,f(x)≥2x+
时.a的取值范围是0<a<1.
| 1 |
| a+x |
| 1 |
| a-x |
曲线y=f(x)在点(0,f(0))处的切线斜率k=f′(0)=
| 1 |
| a |
| 1 |
| a |
| 2 |
| a |
解得a=1;
(Ⅱ)当x≥0时,设g(x)=f(x)-(2x+
| 2x3 |
| 3 |
则g′(x)=f′(x)-2-2x2=
| 1 |
| a+x |
| 1 |
| a-x |
| 2a |
| a2-x2 |
| 2 |
| a2-x2 |
①当0<a<1时,a2-1<0,a-a2>0,
当0≤x<a时,x4-(a2-1)x2+a-a2>0,即g′(x)≥0,
则函数g(x)在[0,a)上为增函数,
∴g(x)≥g(0)=0,即此时f(x)≥2x+
| 2x3 |
| 3 |
②当a>1时,a2-1>0,a-a2<0
∴0<x<
| a2-1 |
从而x4-(a2-1)x2+a-a2<0,即g′(x)<0,
即函数g(x)在(0,
| a2-1 |
∴当0<x<
| a2-1 |
综上当x≥0时,f(x)≥2x+
| 2x3 |
| 3 |
点评:本题主要考查导数的综合应用,利用导数的几何意义以及构造函数是解决本题的关键.综合性较强,难度较大.
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| ||||
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|
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