已知函数,,其中a>1.(I)求函数的单调区间;(II)若曲线在点处的切线与曲线在点处的切线平行,*;...
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已知函数,,其中a>1.
(I)求函数的单调区间;
(II)若曲线在点处的切线与曲线在点 处的切线平行,*;
(III)*当时,存在直线l,使l是曲线的切线,也是曲线的切线.
【回答】
(Ⅰ)单调递减区间,单调递增区间为;(Ⅱ)*见解析;(Ⅲ)*见解析.
【解析】
分析:(I)由题意可得.令,解得x=0.据此可得函数的单调递减区间,单调递增区间为.
(II)曲线在点处的切线斜率为.曲线在点处的切线斜率为.原问题等价于.两边取对数可得.
(III)由题意可得两条切线方程分别为l1:.l2:.则原问题等价于当时,存在,,使得l1和l2重合.转化为当时,关于x1的方程存在实数解,构造函数,令,结合函数的*质可知存在唯一的x0,且x0>0,使得,据此可*得存在实数t,使得,则题中的结论成立.
详解:(I)由已知,,有.
令,解得x=0.
由a>1,可知当x变化时,,的变化情况如下表:
x | 0 | ||
0 | + | ||
极小值 |
所以函数的单调递减区间为,单调递增区间为.
(II)由,可得曲线在点处的切线斜率为.
由,可得曲线在点处的切线斜率为.
因为这两条切线平行,故有,即.
两边取以a为底的对数,得,所以.
(III)曲线在点处的切线l1:.
曲线在点处的切线l2:.
要*当时,存在直线l,使l是曲线的切线,也是曲线的切线,
只需*当时,存在,,使得l1和l2重合.
即只需*当时,方程组有解,
由①得,代入②,得. ③
因此,只需*当时,关于x1的方程③存在实数解.
设函数,
即要*当时,函数存在零点.
,可知时,;
时,单调递减,
又,,
故存在唯一的x0,且x0>0,使得,即.
由此可得在上单调递增,在上单调递减.
在处取得极大值.
因为,故,
所以.
下面*存在实数t,使得.
由(I)可得,
当时,
有
,
所以存在实数t,使得
因此,当时,存在,使得.
所以,当时,存在直线l,使l是曲线的切线,也是曲线的切线.
点睛:导数是研究函数的单调*、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几个角度进行: (1)考查导数的几何意义,往往与解析几何、微积分相联系. (2)利用导数求函数的单调区间,判断单调*;已知单调*,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.
知识点:导数及其应用
题型:解答题
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