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1、

已知a>0,且a≠1,函数f(x)=ax﹣1,g(x)=﹣x2+xlna.

(1)若a>1,证明函数h(x)=f(x)﹣g(x)在区间(0,+∞)上是单调增函数;

(2)求函数h(x)=f(x)﹣g(x)在区间[﹣1,1]上的最大值;

(3)若函数F(x)的图象过原点,且F′(x)=g(x),当a>e 1 时,函数F(x)过点A(1,m)的切线至少有2条,求实数m的值.

更新时间:2024-04-28 04:27:05
【考点】
【答案】

(1)解: h(x)=f(x)﹣g(x)=ax﹣1+x2﹣xlna,

则h′(x)=(ax﹣1)lna+2x,

∵a>1,∴当x>0时,ax﹣1>0,lna>0,

∴h′(x)>0,即此时函数h(x)在区间(0,+∞)上是单调增函数.

(2)由(1)知,当a>1时,函数h(x)在区间(0,+∞)上是单调增函数,

则在区间(﹣∞,0)上是单调减函数,

同理当0<a<1时,h(x)在区间(0,+∞)上是单调增函数,

则在区间(﹣∞,0)上是单调减函数,

即当a>0,且a≠1时,h(x)在区间[﹣1,0)上是减函数,在区间([0,1)上是增函数,

当﹣1≤x≤1时,h(x)的最大值为h(﹣1)和h(1)中的最大值,

∵h(1)﹣h(﹣1)=(a﹣lna)﹣( 1 +lna)=a﹣ 1 ﹣2lna,

∴令G(a)=a﹣ 1 ﹣2lna,a>0,

则G′(a)=1+ 23 =(1﹣ 1 )2≥0,

∴G(a)=a﹣ 1 ﹣2lna,在a>0上为增函数,

∵G(1)=1﹣1﹣2ln1=0,

∴a>1时,G(a)>0,即h(1)>h(﹣1),最大值为h(1)=a﹣lna,

当0<a<1时,G(a)<0,即h(﹣1)>h(1),最大值为h(﹣1)= 1 +lna.

(3)∵F(x)的图象过原点,且F′(x)=g(x)=﹣x2+xlna,

∴设F(x)=﹣ 4 x3+ 5 x2lna+c,

∵F(x)的图象过原点,∴F(0)=0,

即c=0,则F(x)=﹣ 4 x3+ 5 x2lna.

设切点为B(x0,﹣ 4 x03+ 5 x02lna),则B处的切线方程为:

y﹣(﹣ 4 x03+ 5 x02lna)=﹣(﹣x02+x0lna)(x﹣x0),

将A的坐标代入得m﹣(﹣ 4 x03+ 5 x02lna)=﹣(﹣x02+x0lna)(1﹣x0),

即m= 6 x03﹣(1+ 5 lna)x02+x0lna (※),

则原命题等价为关于x0的方程(※)至少有2个不同的解,

设φ(x)= 6 x3﹣(1+ 5 lna)x2+xlna,

则φ′(x)=2x02﹣(2+lna)x+lna=(x﹣1)(2x﹣lna),

∵a>e 7 ,∴ 8 >1,

当x∈(﹣∞,1)和( 8 ,+∞)时,φ′(x)>0,此时函数φ(x)为增函数,

当x∈(1, 8 )时,φ′(x)<0,此时函数φ(x)为减函数,

∴φ(x)的极大值为φ(1)= 6 ﹣1﹣ 5 lna+lna= 5 lna﹣ 4

φ(x)的极大值为φ( 5 lna)= 9 ln3a﹣ 10 ln2a(1+ 5 lna)+ 5 ln2a=﹣ 11 ln3a+ 10 ln2a,

设t=lna,则t> 12

则原命题等价为 13 对t> 12 恒成立,

∴由m≤ 5 t﹣ 4 得m≤ 14

∵s(t)=﹣ 11 t3+ 10 t2的最大值为s(4)= 14

∴由m≥﹣ 11 t3+ 10 t2,得m≥ 14 ,即m= 14

综上所述当a>e 7 时,函数F(x)过点A(1,m)的切线至少有2条,此时实数m的值为 14

【解析】

(1)由已知求出函数的导函数,根据函数单调性和导数的关系即可证明。(2)根据函数的单调性和最值如导数的关系即可求解。(3)求出导函数的解析式结合导数的几何意义求解即可。

【考点精析】解答此题的关键在于理解函数的最大(小)值与导数的相关知识,掌握求函数12上的最大值与最小值的步骤:(1)求函数13内的极值;(2)将函数1的各极值与端点处的函数值45比较,其中最大的是一个最大值,最小的是最小值.

题型:解答题 题类: 难度:一般 组卷次数:0
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