题目内容

已知0<a<4,函数f(x)=|
x-a
x+2a
|,若存在直线l1,l2与函数y=f(x),x∈(0,4)的图象相切,l1⊥l2,则实数a的取值范围为
 
考点:利用导数研究曲线上某点切线方程
专题:导数的概念及应用,导数的综合应用
分析:先研究原函数的单调性,然后确定该函数的切线可能存在的区间,最后利用斜率之积为-1确定字母a的范围,注意转化与化归思想的应用.
解答: 解:易知当0≤x≤a时,f(x)=
a-x
x+2a
,此时f′(x)=
-3a
(x+2a)2
<0
,故函数在(0,a)上递减;
当x>a时,f(x)=
x-a
x+2a
,此时f′(x)=
3a
(x+2a)2
>0
,故函数在(a,+∞)上递增.
因此若a≥4,则f(x)在(0,4)上递减;若0<a<4,则f(x)在(0,a)上递减,在(a,4)递增.
显然当a≥4时,不会存在满足题意的直线l1,l2
当0<a<4时,由题意应存在x1∈(0,a),x2∈(a,4),使得f(x)在这两点处的切线互相垂直.
即满足f′(x1)•f′(x2)=-1.
-3a
(x1+2a)2
3a
(x2+2a)2
=-1

所以x1+2a=
3a
x2+2a

因为x1∈(0,a),x2∈(a,4),
所以x1+2a∈(2a,3a),
3a
x2+2a
∈(
3a
4+2a
,1)

所以①成立等价于A=(2a,3a)与B=(
3a
4+2a
,1)
的交集非空.
因为
3a
4+2a
<3a
,所以当且仅当0<2a<1,即0<a<
1
2
时A∩B≠∅.
故存在a∈(0,
1
2
)
,使得满足题意的直线l1,l2存在.
故答案为(0,
1
2
).
点评:本题是一道高考压轴题改编的填空题,难度较大,需要较高的分析和解决问题的能力.
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