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文档简介
专题06导数的几何意义
考纲解读明方向
考点内容解读要求常考题型预测热度
1.导数的概
1.了解导数概念的实际背景选择题、
念与几何意11
2.理解导数的几何意义填空题
义
★★★
1.能根据导数定义求函数y=C(C为常
2.导数的运1
23选择题、
数),y=x,y=x,y=x,y=x,y=6的导数III
解答题
算2.能利用基本初等函数的导数公式和导数的
四则运算法则求简单函数的导数
本部分主要是对导数概念及其运算的考查,以导数的运算公式和运算法则为基础,以导数的几何意义
为重点.
1.导数的几何意义最常见的是求过曲线上某点的切线的斜率、方程、斜率与倾斜角的关系、切点
的坐标,或以平行、垂直直线的斜率间的关系为载体求字母的取值等.
2.导数的运算是每年必考的内容,一般不单独考查,而在考查导数的应用时与单调性、极值与最值
结合出题考查.
3.本节内容在高考中分值为5分左右,属于容易题.
2018年高考全寻屐帚
112018年理新课标I卷】设函数/'(x)='+(a-l)x2+ax,若八>)为奇函数,则曲线y=八%)在点(0,0)
处的切线方程为
A.y=-2%B.y=-xc.y=2xD.y=x
【答案】D
【解析】分析:利用奇函数偶此项系数为零求得a=1,进而得到“X)的解析式,再对f(x)求导得出切线的
斜率心进而求得切线方程.
详解:因为函数“X)是奇函数,所以a-i=0,解得a=l,所以/(%)=炉+X,f(x)=3x2+l,所以
/\0)=1,/(0)=0,所以曲线y=f(x)在点(0,09的切线方程为y-f(0)=尸(0)x,化简可得),=%,故选
D.
点睛:该题考查的是有关曲线y=fa)在某个点(*。/(*。))处的切线方程的问题,在求解的过程中,首
先需要确定函数解析式,此时利用到结论多项式函数中,奇函数不存在偶次项,偶函数不存在奇次
项,从而求得相应的参数值,之后利用求导公式求得r(x),借助于导数的几何意义,结合直线方程
的点斜式求得结果.
2.【2018年全国卷m理】曲线y=(g+l)e”在点(°,D处的切线的斜率为-2,则。=.
【答案】-3
【解析】分析:求导,利用导数的几何意义计算即可。
详解:y'=ae'+(ax+l)e”,则f(0)=a+l=-2,所以a=-3,故答案为-3.
点睛:本题主要考查导数的计算和导数的几何意义,属于基础题。
3.【2018年理数全国卷II】曲线、=2,(%+1)在点(0,0)处的切线方程为.
【答案】y=2x
【解析】分析:先求导数,再根据导数几何意义得切线斜率,最后根据点斜式求切线方程.
点睛:求曲线的切线要注意“过点P的切线”与“在点P处的切线”的差异,过点P的切线中,点P
不一定是切点,点P也不一定在已知曲线上,而在点P处的切线,必以点P为切点.
lx
4.[2018年理数天津卷】已知函数/(*)=Ig(*)=03a,其中a>\.
(I)求函数力0)=/(乃-以妆的单调区间;
(ID若曲线y=f(x)在点(%/(与))处的切线与曲线y=g(x)在点(々,以七))处的切线平行,证明
(in)证明当时,存在直线/,使/是曲线y=f(x)的切线,也是曲线y=g(x)的切线.
【答案】(I)单调递减区间(-8,0),单调递增区间为(0,+8);(1])证明见解析;(山)证明见解析.
【解析】分析:⑺由题意可得力6)=,"”1仪令/i'(x)=o,解得x=O.据此可得函数力3的单调递
减区间(-8,0),单调递增区间为(0,+8).
(〃)曲线y=f(x)在点(勺/(叼))处的切线斜率为aAna.曲线y=9(x)在点(々,。(叼))处的切线斜率为
12lnlna
外.原问题等价于x位“a)?=]两边取对数可得无1十"马)一
Ina
X1_xlj(、y-^09ax2=~;---(x-x2)
(III)由题意可得两条切线方程分别为小y-Q=Qlna・(x-Xi)h:x2lna
11
则原问题等价于当a“e时,存在勺€(-8,+8),%2€(°,+8),使得/1和/2重合.转化为当。20‘时,
,’12lnlna
a-x.aIna+x1H-----1--------=0
关于后的方程比alna存在实数解,构造函数,令
12lnlna
u(x)=a-xaIna+xH-----1-------',、C
)a历a,结合函数的性质可知存在唯一的须,且Xo>O,使得"(々)=°,
据此可证得存在实数/,使得口(。<0,则题中的结论成立.
详解:(/)由己知,h(.x)=ax-xlna,=axlna-Ina,
令;i'(x)=O,解得户0.
由a>l,可知当x变化时,h'(x),M")的变化情况如下表:
X(-8,0)0(0,+8)
九'(x)-0+
Kx)极小值/
所以函数Mx)的单调递减区间(-8,0),单调递增区间为(0,+8).
(//)由f'(x)=a'”。,可得曲线y=/Q0在点(//(/))处的切线斜率为ma.
,11
由90)-xlna,可得曲线y=9(x)在点(々,。(叼))处的切线斜率为叼)。
Q=-----X12
因为这两条切线平行,故有外小巴即打。。破)=1
f、2lnlna
两边取以a为底的对数,得1。9/2+勺+2]。92)。=。,所以勺+或,2)嬴一
(///)曲线y=/'(X)在点01储%]1)处的切线/,:y-a%]1=aX]1比a•(x-/)
1
,,、y-logax2=——-(^x-x2)
曲线y=g")在点(々,,。呢々)处的切线/2:x2lna
1
要证明当aNe,时,存在直线/,使/是曲线y=f(x)的切线,也是曲线y=g(x)的切线,
只需证明当a'd时,存在芍€(-8,+8),叼€(。,+8),使得6和6重合.
a1lna=---①
x2lna
1qq1o
-a-x.aIna=logx---(2)
即只需证明当a2小时,方程组I"a2Ina有解,
x=--------x.X1llnlna八
L7勺八na-x.aAlna+x^+----1-----=0
由①得a1("炉,代入②,得InaIna.③
1
因此,只需证明当aNee时,关于A1的方程③存在实数解.
12lnlna1
u(x)=a-xaIna4-xH-----1--------,、
设函数比a仇Q,即要证明当。之成时,函数y="(©存在零点.
u(x)=l-(/na)2zax,可知光€(-8,0)时,u(x)>0;
1
=l-a^<0
xe(0,+8)时,U(x)单调递减,又“(0)=1>0,L(/na)2J,
故存在唯一的Xo,且M>o,使得〃(与)=°,HP1-(/na)2xoa0=0
由此可得“(X)在(-8々>)上单调递增,在(%,+8)上单调递减.
u(x)在X=/处取得极大值”(”0).因为a之e,,故》(Ina)>-1,
xQ%12lnlna12lnlna24-llnlna
u&)=a-xaIna+%。+--d-:----=――-+x+-....>lna—"°
Qlnalnax(/na)20Ina
所以0
1
x>---
下面证明存在实数r,使得Mt)<0.由(/)可得a、l+他口,当ma时,
12lnlna12lnlna
u(x)<(1+xlna)(l-xlnd}+xH-----1-------=-(Ind)A9xl94-x+1H------1-------
有Inalnalnalna,所以存在实数/,
1
使得iz(t)<0,因此,当aNe,时,存在X[£(_8,+8),使得“(与)=0
1
所以,当aNee时,存在直线/,使/是曲线y=/(x)的切线,也是曲线y=g(x)的切线.
点睛:导数是研究函数的单调性、极值(最值)最有效的工具,而函数是高中数学中重要的知识点,所
以在历届高考中,对导数的应用的考查都非常突出,本专题在高考中的命题方向及命题角度从高
考来看,对导数的应用的考查主要从以下儿个角度进行:(1)考查导数的儿何意义,往往与解析儿何、
微积分相联系.(2)利用导数求函数的单调区间,判断单调性;已知单调性,求参数.(3)利用导数
求函数的最值(极值),解决生活中的优化问题.(4)考查数形结合思想的应用.
5.【2018年理北京卷】设函数/'(x)=[ax2-(4a+l)x+4a+3]e*.
(I)若曲线y=/(x)在点(1,f(D)处的切线与%轴平行,求
(II)若/'(x)在42处取得极小值,求a的取值范围.
1
【答案】(1)a的值为1(2)a的取值范围是(万,+oo)
【解析】分析:a)先求导数,再根据r(i)=。得小(2)先求导数的零点:;,2;再分类讨论,根据是否
满足/(%)在m2处取得极小值,进行取舍,最后可得a的取值范围.
详解:解:(】)g)^/(x)-[axJ-(4a+l)x+4a+3]e\
所以/'(x)■[lax-(4a-l)]e*-[av;-(4a-l)x*4a*3]L(x€i?)■[at2-(2a-l)x-2]e*.
八l)-(lY)e.由题设知.广(1)-0,即(1Y)Z,解得“I.
此时41)=300.所以a的值为1.
(II)由(I)得/'(x)=Ear2-(2t7+l)x+2]e'=(ar-l)(x-2)ev.
11
若a>5,则当xG(a,2)时,/(x)<0;当XG(2,+8)时,/(x)>0.所以/(x)<0在42处取得极小值.
11
若心2,则当xG(0,2)时,x-2<0,ar-l<2r-l<0,所以r(x)>0.所以2不是/(x)的极小值点.
1
综上可知,a的取值范围是(2,+oo).
点睛:利用导数的几何意义解题,主要是利用导数、切点坐标、切线斜率之间的关系来进行转化.以
平行、垂直直线斜率间的关系为载体求参数的值,则要求掌握平行、垂直与斜率之间的关系,进而
和导数联系起来求解.
2017年高考全景屐帚
1.[2017山东,理20】已知函数/(x)=%2+2cosx,g(x)=e*(cosx-sinx+2x-2),其中e=2.71828
是自然对数的底数.
(I)求曲线y=在点(肛〃万))处的切线方程;
(H)令〃(x)=g(x)-4(x)(〃eR),讨论〃(力的单调性并判断有无极值,有极值时求出极值.
【答案】(I)y=2TVx-7i2-2.
(II)综上所述:当时,/2(X)在(F,0)上单调递减,在(0,+oo)上单调递增,
函数有极小值,极小值是〃(0)=-2。-1;
当0<a<1时,函数/z(x)在(-co,In和(O,lna)和(0,+oo)上单调递增,在(ln〃,0)上单调递减,函数
可力有极大值,也有极小值,
极大值是/z(lna)=一硝/a-21na+sin(lna)+cos(lna)+2]
极小值是/i(0)=—2ci—1;
当a=l时,函数人("在(-oo,y)上单调递增,无极值:
当a>l时,函数〃(x)在(-oo,0)和(ina,+oo)上单调递增,
在(0,Ina)上单调递减,函数网x)有极大值,也有极小值,
极大值是妆0)=-2〃-1;
极小值是/z(lna)=-々[in?a-21na+sin(ina)+cos(ina)+2].
【解析】试题分析:(I)求导数得斜率/'(*)=方,由点斜式写出直线方程.
(II)写出函数%(x)=/(cosx-sinx+2x-2)-df(x2+2cosx),
求导数得到力'(力=23-a)(x-sinx),由于/的正负与。的取值有关,故可令优(x)=x-sinx,通过
应用导数研究加(X)在R上的单调性,明确其正负.然后分以下情况讨论力(x)极值情况:(1)当〃40时。)当
4>0时.
试题解析:(I)由题意-:-2又/'(%)=2x-2sinx,所以)=2%,
因此曲线y=在点(肛/(%))处的切线方程为y—(/—2)=2乃(x—九),
即y=27TX-7T2-2.
(II)由题意得h(x)=ev(cosx-sinx+2x-2)-6i(x2+2cosx),
因为〃'(x)=ex(cosx-sinx+2x-2)+ex(-sinx-cosx+2)-a(2工一2sinx)
=2ex(x-sinx)-2tz(x-sinx)=2("-a)(x-sinx),
令制x)=x-sinx则加(x)=1-cosx之0所以〃心。在R上单调递增.因为加(0)=0,
所以当x>0时,加(x)>0,当工<0时,7?7(X)<0
⑴当a<0时;优-a>0当x<0时,/zr(x)<0,人(力单调递减,当%>0时,〃(x)>0,6(x)单调
递增,
所以当工=0时取得极小值,极小值是例0)=-2加1;
(2)当a>0时,〃(x)=2(e"-*")(x-sinx)由“(x)=0得xi=In,x2=0
①当0<a<1时,Intz<0,当xe(-oo,Ina)时,ex-^na<0,/zr(x)>0,/?(x)单调递增;
当xw(lna,O)时,-e'na>O,〃'(x)vO,A(x)单调递减;
当X£(0,+oo)时,ex-e}na>0,//(x)>0,〃(x)单调递增.所以当x=In〃时力(尤)取得极大值.
极大值为=-Q[ln?a-21na+sin(lna)+cos(lna)+2],
当x=0时〃(x)取到极小值,极小值是/i(0)=—2a—1;②当a=1时,lna=O,
所以当X£(fo,+co)时,///(%)>0,函数力(冗)在(-00,+oo)上单调递增,无极值;
③当a>1时,Ina>。所以当xw(fo,0)时,ex-e]na<0,〃'(x)>0,〃(x)单调递增;
当xw(O,lna)时,ex-eina<0,<0,〃(x)单调递减;
当xw(lna,+oo)时,ex-elna>0,“(x)>0,〃(x)单调递增:
所以当x=0时〃(x)取得极大值,极大值是力(0)=-勿-1:
当x=Ina时/i(x)取得极小值.
极小值是=-Q[ln?a-21na+sin(lna)+cos(lna)+2].
综上所述:当〃<0时,耳力在(-oo,0)匕单调递减,在(0,也)上单调递增,
函数从力有极小值,极小值是〃(0)=-2〃-1;
当Ovavl时,函数Mx)在(-8,Ina)和(0,Ina)和(0,+oo)匕单调递增,在(lna,O)匕单调递减,函数
〃(力有极大值,也有极小值,
极大值是/z(lno)=-fl^ln2a-21na+sin(lna)+cos(lna)+2^|
极小值是/?(0)=-2"1;当”=1时,函数旗力在(-co,W)上单调递增,无极值;
当a>1时,函数/i(x)在(-8,0)和(ina,+oo)上单调递增,
在(0,In.)上单调递减,函数网》)有极大值,也有极小值,
极大值是/?(£))=-2a-1;极小值是〃(lna)=-a[ln2a_2Ina+sin(lna)+cos(lna)+2].
【考点】1.导数的几何意义2应用导数研究函数的单调性、极值.3.分类讨论思想.
【名师点睛】1.函数〃x)在点出处的导数/(X。)的几何意义是曲线y=f(x)在点尸(项,兆)处的切线的斜
率.相应地,切线方程为7-%=/'(沏)(0沏).注意:求曲线切线时,要分清在点尸处的切线与过点尸
的切线的不同.
2.本题主要考查导数的几何意义、应用导数研究函数的单调性与极值、分类讨论思想.本题覆盖面广,
对考生计算能力要求较高,是一道难题.解答本题,准确求导数是基础,恰当分类讨论是关键,易错
点是分类讨论不全面、不彻底、不恰当,或因复杂式子变形能力差,而错漏百出.本题能较好的考查
考生的逻辑思维能力、基本计算能力、分类讨论思想等.
2.12017北京,理19】已知函数/'(x)=e'cosx-x.
(I)求曲线>=/(x)在点(0,7(0))处的切线方程;
(II)求函数/(X)在区间[0,万]上的最大值和最小值.
TT
【答案】(I)y=1;(n)最大值1;最小值—.
2
【解析】
试题分析:(I)根据导数的几何意义,求斜率再代入切线方程公式y-/(o)=/'(o)(x-o);(H)设
〃(x)=/(x),求V(x),根据l(x)<0确定函数Mx)的单调性,根据单调减求函数的最大值%(0)=0,
可以知道Mx)=7'(x)WO恒成立,所以函数“X)是单调递减函数,根据单调性求最值
试题解析:(I)因为/(x)=eXcosx-x,所以/'(x)=eX(cosx-sinx)-lJ'(0)=0.
又因为/(0)=1,所以曲线y=/(x)在点(0,f(0))处的切线方程为y=i
(II)设〃(x)=ev(cosx-sin幻一1,则/f(x)=ex(cosx-sinx-sinx-cosx)=-2exsinx.
TT
当兀£(0,一)时,"(x)<0,
2
TT
所以我(X)在区间[0,—]上单调递减.
2
TT
所以对任意Xe(0,-]有h(x)<h(0)=0,即以(x)<0.
TT
所以函数/(X)在区间[0,万]上单调递减.
因此/(x)在区间[0申上的最大值为/(0)=1,最小值为吗)=-1.
【考点】1.导数的几何意义;2.利用导数求函数的最值.
【名师点睛】这道导数题并不难,比一般意义上的压轴题要简单很多,第二问比较有特点是需要求
二阶导数,因为/'(力不能判断函数的单调性,所以需要再求一次导数,设&(x)=r(x),再求
h'(x),一般这时就可求得函数”(x)的零点,或是"(x)恒成立,这样就能知道函数人(力的单调性,
根据单调性求最值,从而判断y=/(x)的单调性,求得最值.
2016年高考全曷屐帚
1.12016高考山东理数】若函数y=/(x)的图象上存在两点,使得函数的图象在这两点处的切线互
相垂直,则称y=/(x)具有T性质.下列函数中具有T性质的是()
(A)y=sinx(B)y=lnx(C)y=e'(D)y=d
【答案】A
【解析】
试题分析:由函数的图象在两点处的切线互相垂直可知,存在两点处的切线斜率的积,即导函数值
的乘积为负
当丁=$[!1%时,y'=cosx,有cosO-cos)=一1,所以在函数y=sinx图象存在两点x=0,x=%
使条件成立,故A正确;函数卜=心%,旷=/,卜=》3的导数值均非负,不符合题意,故选A.
考点:1.导数的计算;2.导数的几何意义.
【名师点睛】本题主要考查导数的计算、导数的几何意义及两直线的位置关系,本题给出常见的三
角函数、指数函数、对数函数、幕函数,突出了高考命题注重基础的原则.解答本题,关键在于将直
线的位置关系与直线的斜率、切点处的导数值相联系,使问题加以转化,利用特殊化思想解题,降
低难度.本题能较好的考查考生分析问题解决问题的能力、基本计算能力及转化与化归思想的应用等.
2.【2016年高考四川理数】设直线小/2分别是函数於)={图象上点P,P2处的
Inx,x>1,
切线,人与/2垂直相交于点P,且i6分别与y轴相交于点A,B,则的面积的取值范围是()
(A)(0,1)(B)(0,2)(C)(0,+8)(D)(1,+8)
【答案】A
【解析】
试题分析:设[(玉,lnxj,6(w,-ln£)(不妨设%>1,0<当<1),则由导数的几何意义易得
切线/,,/2的斜率分别为k,=-,k2=--.由已知得W=-1,玉/=l,:.x2=—.:.切线I1的
方程分别为y—In%=」~(x—xj,切线乙的方程为y+ln%2=—'(x—z),即
X\X2
(1、
y-\nxl=-x1x---.分别令x=0得A(0,-1+lnxJ,3(0,1+lnxj.乂《与"的交点为
\x\)
「〔高'1n玉+吕]'%>1,,5“扉=3|力一%>卜/=高<&=1,
y1IA|1"rX|y4111-Aj
.,.0<5^8<1.故选A.
考点:1.导数的几何意义;2.两直线垂直关系;3.直线方程的应用;4.三角形面积取值范围.
【名师点睛】本题首先考查导数的几何意义,其次考查最值问题,解题时可设出切点坐标,利用切
线垂直求出这两点的关系,同时得出切线方程,从而得点A,8坐标,由两直线相交得出P点坐标,
从而求得面积,题中把面积用须表示后,可得它的取值范围.解决本题可以是根据题意按部就班一
步一步解得结论.这也是我们解决问题的一种基本方法,朴实而基础,简单而实用.
3.12016高考新课标3理数圮知/(x)为偶函数,当x<0时,/(x)=In(-x)+3%,则曲线y=f(x)
在点(1,-3)处的切线方程是.
【答案】y=-2x-l
【解析】
试题分析:当x>0时,-x<0,!UiJ/(-x)=lnx-3x.又因为/(x)为偶函数,所以
/(x)=/(-x)=lnx-3x,所以/'(x)=L—3,则切线斜率为了'(I)=一2,所以切线方程为
x
y+3=-2(x-Y),gpy=-2x-l.
考点:1、函数的奇偶性与解析式;2、导数的几何意义.
【知识拓展】本题题型可归纳为“己知当》>0时,函数y=f(x),则当x<0时,求函数的解析式有
如下结论:若函数/(X)为偶函数,则当x<0时,函数的解析式为y=—/(x);若/(X)为奇函数,
则函数的解析式为y=-f(-x).
4.【2016年高考北京理数】
设函数/(x)=xe~+加,曲线y=f(x)在点(2"(2))处的切线方程为y=(e-I)x+4,
(1)求a,b的值;
(2)求/(x)的单调区间.
【答案】(1)a=2,b=e:(2)/(x)的单调递增区间为(fo,+8)
【解析】
试题分析:(1)根据题意求出了'(X),根据/(2)=2e+2,八2)="1,求a,b的值;
(2)由题意知判断了'(x),即判断g(x)=l—的单调性,知g(x)>0,即/'(x)>0,由此
求得/(%)的单调区间.
试题解析:⑴因为/(x)=xea-z+bx,所以/'(x)=(1-力尸+b
’2尸+26=2e+2.
依题设,
猥M廊-e3'2+b=e-l,
解得q=2,6=c;(2)由(【)知f(x)=xe'r+ex
由/'(xWc’rQ-x+产)即e:r>0知,尸(力与1-X+/T同号
令g(x)=l-x+ci,则g'(x)=-l+eT
所以,当XG(-00,1)时,g'(x)<0,g(x)在区间(一8,1)上单调递减;
当xe(l,+8)时,g'(x)>0,g(x)在区间(l,+oo)上单调递增.
故g⑴=1是g(X)在区间(一00,+8)上的最小值,
从而g(x)>0,XG(-00,4-00).
综上可知,/'(X)>0,XG(-00,+00),故/(X)的单调递增区间为(一00,+00).
考点:导数的应用.
【名师点睛】用导数判断函数的单调性时,首先应确定函数的定义域,然后在函数的定义域内,通
过讨论导数的符号,来判断函数的单调区间.在对函数划分单调区间时,除了必须确定使导数等于0
的点外,还要注意定义区间内的间断点.
专题07导数的应用
考纲解读明方向
预测热
考点内容解读要求常考题型
度
1.导数与函数的了解函数单调性和导数的关系;能利用导数
选择题
研究函数的单调性,会求函数的单调区间理解★★★
解答题
单调性(其中多项式函数一般不超过三次)
了解函数在某点取得极值的必要条件和充
2.导数与函数的极分条件;会用导数求函数的极大值、极小值
(其中多项式函数一般不超过三次);会求闭掌握解答题★★★
(最)值区间上函数的最大值、最小值(其中多项式
函数一般不超过三次)
3.生活中的优化问
会利用导数解决某些实际问题掌握选择题
题
分析解读
L会利用导数研究函数的单调性,掌握求函数单调区间的方法.
2.掌握求函数极值与最值的方法,解决利润最大、用料最省、效率最高等实际生产、生活中的优化问
题.
3.利用导数求函数极值与最值、结合单调性与最值求参数范围、证明不等式是高考热点.分值为12~17
分,属于高档题.
命题探究练犷展
1求导,分类讨论.即可求顺动
的单调性
2.分类讨论,根据函数的单调性
及两数零点的判断,分别求得函
数的零点个数,即可求得a的取
值范围
国易错鲁示}
错因分析:
1.第一问求导错误,主要是学生
不知道要用复合函数的求导法则
来求导
2.第•问求导后不会因式分解或
因式分解错误
3.笫一向讨论单调性时分类错误
或分类不全
4.第一问中没布•找到两个点使此
函数值大于0,或者没有说明
£一8时,代卜+8,*T8时,
人力T8
5.未会利用函数的思想处理不等
式问题,在第二问中,列出
/(-Ina)=1---+lna<0Jn,不会解
_一.-八a
不等式
2018年高考全易屐示
1.【2018年理数天津卷】已知函数f(x)=a*,g(x)=l。。/,其中a>i.
(I)求函数Mx)=fO)-xbia的单调区间;
(ID若曲线y=fO)在点(//(与))处的切线与曲线y=gO)在点(々区(为2))处的切线平行,证明
2lnlna
+以々)=一一;—
Ina.
1
(in)证明当aNe,时,存在直线/,使/是曲线y=f(x)的切线,也是曲线y=g(x)的切线.
【答案】(I)单调递减区间(-8,0),单调递增区间为(。,+8);(H)证明见解析;(W)证明见解析.
【解析】分析:(7)由题意可得,(灯=户]初一ma.令汇(x)=0,解得x-0.据此可得函数h(x)的单调递减
区间(-8,0),单调递增区间为(0,+8).
(〃)曲线y=f在点(%,f(xJ处的切线斜率为户,bia曲线y=g(x)在点NMM)处的切线斜率为三
原问题等价于,Oa)2=1.两边取对数可得%+g(h)=一等.
*1X1
(///)由题意可得两条切线方程分别为/iy-a=a/na-Cx-Xj)^.
则原问题等价于当a?ee时,存在/€(-8,+8),七€(。,+8),使得人和石重合.转化为当aNe,时,
xyxy12lnlna
a一占QIna+篇H----1-------=0
关于的方程1"aIna存在实数解,构造函数,令
1llnlna
u(x)=a-xaIna+xH-----1------、八
lnalna,结合函数的性质可知存在唯一的即,且Xo>O,使得然(勺)=°,
据此可证得存在实数/,使得“(。<。,则题中的结论成立.
详解:(/)由己知,h(x)=ax-xlna,有h'(x)=/7na-仇a.
令M#)=o,解得户o.
由a>l,可知当x变化时,hM,Mx)的变化情况如下表:
X(-8,0)0(0,+oo)
"(X)-0+
/l(x)极小值7
所以函数Mx)的单调递减区间(-8,0),单调递增区间为(0,+8).
<//)由/'(灯=谟2砧,可得曲线y=f(x)在点(%,/(%)处的切线斜率为炉,加&
由g'(x)=京,可得曲线y=g。)在点(4,。(七)较b的切线斜率为拿
因为这两条切线平行,故有a*'尻a=品,即=1.
5
两边取以a为底的对数,得1。外孙+%+2sg2lna=0,所以%+p(x2)=-啜
(///)曲线y=/(x)在点(工〕QX]1)处的切线Ay_QX]1=QX]
1
y-logx------(x-々)
曲线y=g(x)在点(々/。。M2)处的切线Ga2x2lna
1
要证明当aze,时,存在直线/,使/是曲线y=f(x)的切线,也是曲线y=g(x)的切线,
1
只需证明当aNe,时,存在%1W(-8,+8),々W(0,+8),使得"和‘2重合.
a1Ina=---①
x2lna
1qq1o
"a-x.aIna=logx---(2)
即只需证明当a2小时,方程组I"a2Ina有解,
x=--------x.X1llnlna八
L7A
勺八、?a-占QIna+占+---1----=0
由①得a1(ma)l代入②,得InaIna.③
1
因此,只需证明当aNee时,关于芍的方程③存在实数解.
12lnlna1
u(x)=a-xaIna+xH----H--------/、
设函数》QmQ,即要证明当QNe时,函数'="(%)存在零点.
u(x)=l-(/na)2zax,可知%€(-8,0)时,u(x)>0;
1
=l-a^<0
xe(0,+8)时,U(x)单调递减,又“(0)=1>0,L(/na)2J,
故存在唯一的即,且M>0,使得〃(%)=°,HP1-(/na)2xoa0=0
由此可得“(对在(-8
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