f(x) =ln(x +1) ,g(x)=x^2 +bx+1 h(x)=f(x)-g(x) ,

考点:导数在最大值、最小值问题中的应用
专题:函数的性质及应用,导数的综合应用
分析:(1)先根据极值点为1求出b的值,然后利用导数研究单调性,确定最值,比较g(x)与g(1)的大小关系;(2)先确定极值点处函数值的符号,然后再确定零点的个数;(3)根据“伴随函数”的定义,将问题转化为不等式恒成立问题来处理,然后再构造函数研究其最值即可.
解:(Ⅰ)易知函数g(x)的定义域是(0,+∞),且g′(x)=b2&x-b,因为函数g(x)=b2&lnx-bx-3(b∈R)的极值点为x=1,所以g′(1)=b2&-b=0,且b≠0,所以b=1或b=0(舍去),所以g(x)=lnx-x-3,g′(x)=1-xx(x>0),当x∈(0,1)时,g′(x)>0,g(x)为增函数;当x∈(1,+∞)时,g′(x)<0,g(x)为减函数,所以x=1是函数g(x)的极大值,且最大值为g(1),所以g(x)的递增区间为(0,1),递减区间为(1,+∞),g(x)≤g(1).(Ⅱ)当a=12时,t(x)=ln(1+x2)-h(x)+x+4-k=ln(1+x2)-12x2+1-k.所以t′(x)=2x1+x2-x,令t′(x)=0,得x=-1或x=0或x=1,当x<-1时,t′(x)>0,当-1<x<0时,t′(x)<0,当0<x<1时,t′(x)<0,当x>1时,t′(x)<0.所以t(x)极大值=t(±1)=ln2+12-k,t(x)极小值=t(0)=1-k,所以当k>ln2+12时,函数t(x)没有零点;当1<k<ln2+12时,函数t(x)有四个零点;当k=ln2+12时,函数t(x)有两个零点;当k=1时,函数t(x)有三个零点;当k<1时,函数t(x)有两个零点.(Ⅲ)f(x)=g(x)+h(x)=ax2&+lnx,在区间p(x)=f(x)-f2(x)=(a-12)x2-2ax+lnx上,函数p(x)=f(x)-f2(x)=(a-12)x2-2ax+lnx是p(x)=f(x)-f2(x)=(a-12)x2-2ax+lnx的“伴随函数”,则p(x)=f(x)-f2(x)=(a-12)x2-2ax+lnx恒成立,令p(x)=f(x)-f2(x)=(a-12)x2-2ax+lnx,q(x)=f(x)-f2(x)=-12x2+2ax-a2lnx,则p(x)<0,q(x)<0对于任意的x∈(1,+∞)恒成立.因为p′(x)=(2a-1)x-2a+1x=[(2a-1)x-1](x-1)x(*)①若a>12,令p′(x)=0得x1=1,x2=12a-1,当x2>x1=1,12<a<1时在(x2,+∞)上有p′(x)>0,此时p(x)是增函数,并且在该区间上由p(x)∈(p(x2),+∞),不合题意;当x2≤x1,即a≥1时,在(1,+∞)上,p(x)∈(p(1),+∞),也不符合题意;②若a≤12,则有2a-1≤0,此时在区间(1,+∞)上恒有p′(x)<0,从而p(x)在区间(1,+∞)上是减函数,要使p(x)<0在此区间上恒成立,只需满足p(1)=-a-12≤0,所以a≥-12,所以-12≤a≤12.因为q′(x)=-x+2a-a2x=-x2+2ax-a2x=-(x-a)2x<0,所以q(x)在(1,+∞)上是减函数.要使q(x)<0在(1,+∞)上恒成立,则q(x)<q(1)=-12+2a≤0,所以a≤14.综合①②可知[-12,14]的取值范围是[-12,14].
点评:本题综合考查了导数在研究函数的单调性、极值以及最值中的作用,属于压轴题,有一定难度.
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科目:高中数学
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1、试题题目:已知函数f(x)=lnx,(I)若a=﹣2时,函数h(x)=f(x)﹣g(x)在其定义域内..
发布人:繁体字网() 发布时间: 07:30:00
已知函数f(x)=lnx,(I)若a=﹣2时,函数h(x)=f(x)﹣g(x)在其定义域内是增函数,求b的取值范围;(II)在(I)的结论下,设φ(x)=e2x+bex,x∈[0,ln2],求函数φ(x)的最小值;(III)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,问是否存在点R,使C1在M处的切线与C2在N处的切线平行?若存在,求出R的横坐标;若不存在,请说明理由.
&&试题来源:北京期中题
&&试题题型:解答题
&&试题难度:偏难
&&适用学段:高中
&&考察重点:函数的单调性与导数的关系
2、试题答案:该试题的参考答案和解析内容如下:
解:(I)依题意:h(x)=lnx+x2﹣bx.∵h(x)在(0,+∞)上是增函数,∴& 对x∈(0,+∞)恒成立,∴,∵x>0,则.∴b的取值范围是.(II)设t=ex,则函数化为y=t2+bt,t∈[1,2].∵.∴当,即时,函数y在[1,2]上为增函数,当t=1时,ymin=b+1;当1<﹣<2,即﹣4<b<﹣2时,当t=﹣时,;,即b≤﹣4时,函数y在[1,2]上是减函数, 当t=2时,ymin=4+2b.综上所述:(III)设点P、Q的坐标是(x1,y1),(x2,y2),且0<x1<x2.则点M、N的横坐标为.C1在点M处的切线斜率为.C2在点N处的切线斜率为.假设C1在点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,∵u>1,∴r'(u)>0,所以r(u)在[1,+∞)上单调递增,r(u)>r(1)=0,则,与(1)矛盾!
3、扩展分析:该试题重点查考的考点详细输入如下:
&&&&经过对同学们试题原文答题和答案批改分析后,可以看出该题目“已知函数f(x)=lnx,(I)若a=﹣2时,函数h(x)=f(x)﹣g(x)在其定义域内..”的主要目的是检查您对于考点“高中函数的单调性与导数的关系”相关知识的理解。有关该知识点的概要说明可查看:“高中函数的单调性与导数的关系”。
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