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+
2x3
3
,试求a的取值范围.
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-
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,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.
解答: 解:(Ⅰ)函数的导数f′(x)=
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
=2,
解得a=1;

(Ⅱ)当x≥0时,设g(x)=f(x)-(2x+
2x3
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),
则g′(x)=f′(x)-2-2x2=
1
a+x
+
1
a-x
-2-2x2=
2a
a2-x2
-2-2x2=
2
a2-x2
[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+
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,成立.
②当a>1时,a2-1>0,a-a2<0
∴0<x<
a2-1
<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,
a2-1
)上为减函数,
∴当0<x<
a2-1
时,g(x)<g(0)=0,与题意不符,
综上当x≥0时,f(x)≥2x+
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时.a的取值范围是0<a<1.
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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