题文
已知函数f(x)=1x+clnx的图象与x轴相切于点S(s,0).(Ⅰ)求函数f(x)的解析式;
(Ⅱ)若函数f(x)的图象与过坐标原点O的直线l相切于点T(t,f(t)),且f(t)≠0,证明:1<t<e;(注:e是自然对数的底)
(Ⅲ)在(Ⅱ)的条件下,记直线ST的倾斜角为α,试证明:π4<α<5π12. 题型:未知 难度:其他题型
答案
(Ⅰ)由f(x)=1x+clnx,得f′(x)=-1x2+cx.…(1分)∵函数f(x)=1x+clnx的图象与x轴相切于点S(s,0),
∴f′(s)=-1s2+cs=cs-1s2=0,…①且f(s)=1s+clns=0….②…(2分)
联立①②得c=e,s=1e.…(3分)
∴f(x)=1x+elnx.…(4分)
(Ⅱ)证明:f′(x)=-1x2+ex.
∵函数f(x)=1x+clnx的图象与直线l相切于点T(t,f(t)),直线l过坐标原点O,
∴直线l的方程为:y=(-1t2+et)x,
又∵T在直线l上,∴实数t必为方程2t+elnt-e=0….③的解.…(5分)
令g(t)=2t+elnt-e,则g′(t)=-2t2+et=et-2t2,
解g′(t)>0得t>2e,g′(t)<0得0<t<2e.
∴函数y=g(t)在(0,2e]递减,在(2e,+∞)递增.…(7分)
∵g(1e)=0,且函数y=g(t)在(0,2e)递减,
∴t=1e是方程2t+elnt-e=0在区间(0,2e]内的唯一一个解,
又∵f(1e)=0,∴t=1e不合题意,即t>2e.…(8分)
∵g(1)=2-e<0,g(e)=2e>0,函数y=g(t)在(2e,+∞)递增,
∴必有1<t<e.…(9分)
(Ⅲ)证明:∵T(t,f(t)),S(1e,0)
∴tanα=kST=f(t)-0t-s=1t+elntt-1e,
由③得tanα=1t+elntt-1e=et,…(10分)
∵t>0,且0≤α<π,∴0<α<π2.
∵1<t<e,∴1<tanα=et<e,…(11分)
∵tanπ4=1,tan5π12=tan(π6+π4)=tanπ6+tanπ41-tanπ6tanπ4=2+3>e,…(13分)
∴tanπ4<tanα<tan5π12,
∵y=tanx在(0,π2)单调递增,∴π4<α<5π12.…(14分)
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解析
1x考点
据考高分专家说,试题“已知函数f(x)=1x+clnx的图象与.....”主要考查你对 [函数的零点与方程根的联系 ]考点的理解。 函数的零点与方程根的联系函数零点的定义:
一般地,如果函数y =f(x)在实数a处的值等于零,即f(a)=o,则a叫做这个函数的零点,有时我们把一个函数的图象与x轴的交点的横坐标,也叫做这个函数的零点。
函数零点具有的性质:
对于任意函数y=(x)只要它的图象是连续不间断的,则有:
(1)当它通过零点时(不是二重零点),函数值变号.如函数f(x)=x2-2x -3的图象在零点-1的左边时,函数值取正号,当它通过第一个零点-1时,函数值由正变为负,在通过第二个零点3时,函数值又由负变为正.
(2)在相邻两个零点之间所有的函数值保持同号,
方程的根与函数的零点的联系:




