题目内容
已知0<a<4,函数f(x)=|
|,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 .
| x-a |
| x+2a |
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)=
,此时f′(x)=
<0,故函数在(0,a)上递减;
当x>a时,f(x)=
,此时f′(x)=
>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.
即
•
=-1.
所以x1+2a=
①
因为x1∈(0,a),x2∈(a,4),
所以x1+2a∈(2a,3a),
∈(
,1).
所以①成立等价于A=(2a,3a)与B=(
,1)的交集非空.
因为
<3a,所以当且仅当0<2a<1,即0<a<
时A∩B≠∅.
故存在a∈(0,
),使得满足题意的直线l1,l2存在.
故答案为(0,
).
| a-x |
| x+2a |
| -3a |
| (x+2a)2 |
当x>a时,f(x)=
| x-a |
| x+2a |
| 3a |
| (x+2a)2 |
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.
即
| -3a |
| (x1+2a)2 |
| 3a |
| (x2+2a)2 |
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 |
所以①成立等价于A=(2a,3a)与B=(
| 3a |
| 4+2a |
因为
| 3a |
| 4+2a |
| 1 |
| 2 |
故存在a∈(0,
| 1 |
| 2 |
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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