题文
已知函数f(x)=(x-1)2,g(x)=alnx.(1)若两曲线y=f(x)与y=g(x)在x=2处的切线互相垂直,求a的值,并判断函数F(x)=f(x)-g(x)的单调性并写出其单调区间;
(2)若函数ϕ(x)=af(x)+g(x)a的图象与直线y=x至少有一个交点,求实数a的取值范围. 题型:未知 难度:其他题型
答案
(1)由题意:g′(x)=ax,∴g(x)的图象在x=2切线的斜率为:g′(2)=a2,又f′(x)=2(x-1),∴f(x)的图象在x=2切线的斜率为:f′(2)=2,
由两曲线y=f(x)与y=g(x)在x=2处的切线互相垂直得:
a2×2=-1,∴a=-1,
∴F(x)=f(x)-g(x)=(x-1)2+lnx,(x>0)
∴F′(x)=2x+1x-2≥22-2>0
即函数F(x)在(0,+∞)上为增函数,
(2)ϕ(x)=af(x)+g(x)a=a(x-1)2+lnx
令h(x)=ϕ(x)-x,由题意得h(x)=0在区间(0,+∞)上至少有一解,h′(x)=(2ax-1)(x-1)x,令h'(x)=0,得x1=12a,x2=1
①当12a<0即a<0时,h(x)单调递增区间为(0,1),减区间为(1,+∞),
所以h(x)max=h(1)=-1<0,所以方程h(x)=0无解.
②当12a>1即0<a<12时,h(x)单调递增区间为(0,1),(12a,+∞),减区间为(1,12a),所以极大值h(1)=-1,极小值h(12a)<0,
又h(x)=a(x-1)2+lnx-x=a(x-1-12a)2+lnx-14a-1
∴h(2+1a)=a(1+12a)2+ln(2+1a)-1-14a=a+ln(2+1a)>0,所以方程恰好有一解;
③当a=12时,h'(x)≥0,由上②知方程也恰好有一解;
④当a>12时,h(x)单调递增区间为(0,12a),(1,+∞),减区间为(12a,1),
同上可得方程h(x)=0在(0,+∞)上至少有一解.
综上所述,所求a的取值范围为(0,+∞)
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解析
ax考点
据考高分专家说,试题“已知函数f(x)=(x-1)2,g(x).....”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:




