设直线l:y=g(x),曲线S:y=F(x).若直线l与曲线S同时满足下列两个条件:①直线l与曲线S相切且至少有两个切点

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  • 解题思路:(Ⅰ)由f'(x)=1-2cosx=1得cosx=0,从而找出直线l与曲线S的两个切点,从而说明直线l与曲线S相切且至少有两个切点,然后根据对任意x∈R,g(x)-F(x)≥0,满足“上夹线”的定义,从而得到结论;(Ⅱ)推测:y=mx-nsinx(n>0)的“上夹线”的方程为y=mx+n,然后①先检验直线y=mx+n与曲线y=mx-nsinx相切,且至少有两个切点,②检验g(x)≥F(x)是否成立,从而得到结论.

    解(Ⅰ)由f'(x)=1-2cosx=1得cosx=0,(1分)

    当x=-[π/2]时,cosx=0,

    此时y1=x+2=−

    π

    2+2,y2=x−2sinx=−

    π

    2+2,(2分)

    y1=y2,所以(−

    π

    2,−

    π

    2+2)是直线l与曲线S的一个切点;(3分)

    当x=[3π/2]时,cosx=0,

    此时y1=x+2=

    2+2,y2=x−2sinx=

    2+2,(4分)

    y1=y2,所以([3π/2],[3π/2+2)是直线l与曲线S的一个切点;(5分)

    所以直线l与曲线S相切且至少有两个切点;

    对任意x∈R,g(x)-F(x)=(x+2)-(x-2sinx)=2+2sinx≥0,

    所以g(x)≥F(x)(6分)

    因此直线l:y=x+2是曲线S:y=ax+bsinx的“上夹线”.(7分)

    (Ⅱ)推测:y=mx-nsinx(n>0)的“上夹线”的方程为y=mx+n(9分)

    ①先检验直线y=mx+n与曲线y=mx-nsinx相切,且至少有两个切点:设:F(x)=mx-nsinx

    ∵F'(x)=m-ncosx,令F'(x)=m-ncosx=m,得:x=2kπ±

    π

    2](k∈Z)(10分)

    当x=2kπ-[π/2]时,F(2kπ-[π/2])=m(2kπ-[π/2])+n

    故:过曲线F(x)=mx-nsinx上的点2kπ-[π/2],m(2kπ-[π/2])+n)的切线方程为:

    y-[m(2kπ-[π/2])+n]=m[x-(2kπ-[π/2])],化简得:y=mx+n.

    即直线y=mx+n与曲线y=F(x)=mx-nsinx相切且有无数个切点.(12分)

    不妨设g(x)=mx+n

    ②下面检验g(x)≥F(x)

    ∵g(x)-F(x)=n(1+sinx)≥0(n>0)

    ∴直线y=mx+n是曲线y=F(x)=mx-nsinx的“上夹线”.(14分)

    点评:

    本题考点: 导数的运算;函数恒成立问题.

    考点点评: 本题主要考查了函数恒成立问题,以及利用导数研究切线等有关知识,同时考查了转化与划归的思想,属于中档题.