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已知函数.(1)当时 求函数h(x)=f(x)-g(x)的单调区间;(2)若b=2且h(x)=f

时间:2020-10-14 02:17:30

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已知函数.(1)当时 求函数h(x)=f(x)-g(x)的单调区间;(2)若b=2且h(x)=f

问题补充:

已知函数.

(1)当时,求函数h(x)=f(x)-g(x)的单调区间;

(2)若b=2且h(x)=f(x)-g(x)存在单调递减区间,求a的取值范围;

(3)当a≠0时,设函数f(x)的图象C1与函数g(x)的图象C2交于点P、Q,过线段PQ的中点R作x轴的垂线分别交C1、C2于点M,N,则是否存在点R,使C1在点M处的切线与C2在点N处的切线平行?如果存在,请求出R的横坐标,如果不存在,请说明理由.

答案:

解:(1)当时,

则,

∵h(x)的定义域为(0,+∞),令h(x)=0,得x=1

∴当0<x<1时,h(x)>0,h(x)在(0,1)上是单调递增;

当x>1时,h(x)<0,h(x)在(1,+∞)上是单调递减;

所以,函数h(x)=f(x)-g(x)的单调递增区间为(0,1);单调递减区间为(1,+∞).

(2)b=2时,

因为函数h(x)存在单调递减区间,

所以h′(x)<0有解.

即当x>0时,则ax2+2x-1>0在(0,+∞)上有解.

①当a=0时,y=2x-1为单调递增的一次函数,y=2x-1>0在(0,+∞)总有解.

②当a>0时,y=ax2+2x-1为开口向上的抛物线,y=ax2+2x-1>0在(0,+∞)总有解.

③当a<0时,y=ax2+2x-1为开口向下的抛物线,而y=ax2+2x-1>0在(0,+∞)总有解,

则△=4+4a>0,且方程y=ax2+2x-1=0至少有一个正根,

此时,-1<a<0

综上所述,a的取值范围为(-1,+∞)

(3)证:设点P、Q的坐标是(x1,y1),(x2,y2),0<x1<x2

则点M,N的横坐标为

C1点在M处的切线斜率为,

C2点N处的切线斜率为

假设C1点M处的切线与C2在点N处的切线平行,则k1=k2

即,则

∴.

设,则①

令.则

因为t>1时,F(t)>0,

所以F(t)在[1,+∞)上单调递增.

故F(t)>F(1)=0

则.这与①矛盾,假设不成立.

故C1在点M处的切线与C2在点N处的切线不平行.

解析分析:(1)将a、b的值代入,可得,求出其导数,再在区间(0,∞)上讨论导数的正负,可以得出函数h(x)单调区间;(2)先求函数h(x)的解析式,因为函数h(x)存在单调递减区间,所以不等式h(x)<0有解,通过讨论a的正负,得出h′(x)<0有解,即可得出a的取值范围;(3)首先设点P、Q的坐标是(x1,y1),(x2,y2),0<x1<x2,然后通过导数公式以及导数的几何意义,分别求出曲线C1在点M处的切线斜率k1和曲线C2在点N处的切线斜率k2,因为两条切线平行,所以k1=k2,解关于x1,x2,a,b的方程,整理成,再令,转化为关于t的函数讨论问题,根据其单调性得出.这与①矛盾,因此假设不成立.可得C1在点M处的切线与C2在点N处的切线不平行.

点评:本题考查了利用导数研究函数的单调性、导数的几何意义,函数与方程的讨论等,属于难题.

已知函数.(1)当时 求函数h(x)=f(x)-g(x)的单调区间;(2)若b=2且h(x)=f(x)-g(x)存在单调递减区间 求a的取值范围;(3)当a≠0时 设

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