题目内容
2.已知函数$f(x)=\left\{\begin{array}{l}-{x^2}-2x+3(x≤1)\\ 1nx(x>1)\end{array}\right.$,若关于x的方程$f(x)=kx-\frac{1}{2}$恰有四个不相等的实数根,则实数k的取值范围是( )| A. | $({\frac{1}{2},\sqrt{e}})$ | B. | $[{\frac{1}{2},\sqrt{e}})$ | C. | $({\frac{1}{2},\frac{{\sqrt{e}}}{e}}]$ | D. | $({\frac{1}{2},\frac{{\sqrt{e}}}{e}})$ |
分析 由题意可得f(x)的图象和直线y=kx-$\frac{1}{2}$有4个交点,数形结合可得点(1,0)在直线y=kx-$\frac{1}{2}$的下方,由此可得k的范围.再求出直线y=kx-$\frac{1}{2}$和y=lnx相切时k的值,数形结合求得k的范围.
解答
解:∵函数$f(x)=\left\{\begin{array}{l}-{x^2}-2x+3(x≤1)\\ 1nx(x>1)\end{array}\right.$,若关于x的方程$f(x)=kx-\frac{1}{2}$恰有四个不相等的实数根,
∴f(x)的图象和直线y=kx-$\frac{1}{2}$有4个交点.
做出函数f(x)的图象,如图,故点(1,0)在直线y=kx-$\frac{1}{2}$的下方,
∴k•1-$\frac{1}{2}$>0,解得k>$\frac{1}{2}$.
再根据当直线y=kx-$\frac{1}{2}$和y=lnx相切时,设切点横坐标为m,
则 k=$\frac{lnm+\frac{1}{2}}{m-0}$=$\frac{1}{m}$,∴m=$\sqrt{e}$,此时,k=$\frac{1}{m}$=$\frac{\sqrt{e}}{e}$,f(x)的图象和直线y=kx-$\frac{1}{2}$有3个交点,不满足条件,
故要求的k的范围是($\frac{1}{2}$,$\frac{\sqrt{e}}{e}$),
故选:D.
点评 本题主要考查方程根的存在性以及个数判断,求曲线的切线的斜率,体现了数形结合、转化的数学思想,属于中档题.
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