已知函数f(x)=mx-[m/x],g(x)=2lnx

1个回答

  • 解题思路:(1)把m的值代入后,求出f(1),求出x=1时函数的导数,由点斜式写出曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程;

    (2)代入m的值,把判断方程f(x)=g(x)在区间(0,+∞)上有无实根转化为判断函数h(x)=f(x)-g(x)在(0,+∞)上有无零点问题,求导后利用函数的单调性即可得到答案;

    (3)把f(x)和g(x)的解析式代入不等式,整理变形后把参数m分离出来,x∈(1,e]时,不等式f(x)-g(x)<2恒成立,转化为实数m小于一个函数在(1,e]上的最小值,然后利用导数分析函数在(1,e]上的最小值.

    (1)m=2时,f(x)=mx-[m/x]=2x-[2/x],f′(x)=2+[2

    x2,

    则f′(1)=2+2=4,切点坐标为(1,0),

    ∴切线方程为y=4x-4;

    (2)m=1时,令h(x)=f(x)-g(x)=x−

    1/x−2lnx,函数h(x)的定义域为(0,+∞),h′(x)=1+

    1

    x2−

    2

    x]=

    x2−2x+1

    x2=

    (x−1)2

    x2≥0,

    ∴h(x)在(0,+∞)上为增函数,

    又h(1)=0,

    故f(x)=g(x)在(0,+∞)内只有1个实数根;

    (3)不等式f(x)-g(x)<2恒成立,即mx-[m/x]-2lnx<2恒成立,也就是m(x2-1)<2x+2xlnx恒成立,

    又x2-1>0,则当x∈(1,e]时,m<

    2x+2xlnx

    x2−1恒成立,

    令G(x)=

    2x+2xlnx

    x2−1,只需m小于G(x)的最小值,

    由G′(x)=

    (2+2lnx+2)(x2−1)−(2x+2xlnx)•2x

    (x2−1)2=

    −2(x2lnx+lnx+2)

    (x2−1)2,

    ∵1<x≤e,∴lnx>0,∴当x∈(1,e]时G′(x)<0,

    ∴G(x)在(1,e]上单调递减,

    ∴G(x)在(1,e]的最小值为G(e)=

    4e

    e2−1,

    则m的取值范围是m<

    4e

    e2−1.

    点评:

    本题考点: 利用导数研究曲线上某点切线方程;利用导数研究函数的单调性;利用导数求闭区间上函数的最值.

    考点点评: 本题考查了利用导数研究曲线上某点的切线方程,考查了函数零点的判断方法,考查了数学转化思想,训练了利用分离变量法解决恒成立的问题,综合性较强,运算量较大.