已知函數(shù)f(x)=klnx,g(x)=ex
(1)若函數(shù)φ(x)=f(x)+x-
2
x
,求φ(x)的單調(diào)區(qū)間;
(2)設(shè)直線l為函數(shù)f(x)的圖象上一點(diǎn)A(x0,f(x0))處的切線.若在區(qū)間(2,+∞)上存在唯一的x0,使得直線l與曲線y=g(x)相切,求實(shí)數(shù)k的取值范圍.
考點(diǎn):利用導(dǎo)數(shù)研究曲線上某點(diǎn)切線方程,利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性
專題:導(dǎo)數(shù)的綜合應(yīng)用
分析:(1)把f(x)的解析式代入φ(x)=f(x)+x-
2
x
,求導(dǎo)后得到φ(x)=
x2+kx+2
x2
,然后利用分子二次三項(xiàng)式對應(yīng)方程的判別式與0的關(guān)系得到k的范圍,由k得范圍及二次三項(xiàng)式在不同區(qū)間內(nèi)的符號得到導(dǎo)函數(shù)的符號,進(jìn)一步得到定義域內(nèi)φ(x)的單調(diào)區(qū)間;
(2)利用導(dǎo)數(shù)求出過f(x)的圖象上一點(diǎn)A(x0,f(x0))處的切線l的方程,再設(shè)出l與g(x)的切點(diǎn)B的坐標(biāo),由導(dǎo)數(shù)得到l的另一方程,通過比較系數(shù)得到兩切點(diǎn)橫坐標(biāo)間的關(guān)系,進(jìn)一步得到k與A點(diǎn)橫坐標(biāo)的關(guān)系lnk=1+x0+lnx0-x0lnx0,構(gòu)造輔助函數(shù)h(x)=1+x+lnx-xlnx(x>2),利用導(dǎo)數(shù)判斷其單調(diào)性,求出其最值,列不等式求得在區(qū)間(2,+∞)上存在唯一的x0,使得直線l與曲線y=g(x)相切的實(shí)數(shù)k的取值范圍.
解答: 解:(1)∵f(x)=klnx,
∴f(x)+x-
2
x
=klnx+x-
2
x
 (x>0),
φ(x)=
k
x
+1+
2
x2
=
x2+kx+2
x2
,
方程x2+kx+2=0的判別式△=k2-8.
由△>0,得k<-2
2
或k>2
2

當(dāng)△>0時,x1=
-k-
k2-8
2
x2=
-k+
k2-8
2

若k>2
2
,φ′(x)>0在x∈(0,+∞)上恒成立,
若k<-2
2
,當(dāng)x∈(0,x1),(x2,+∞)時,φ′(x)>0.
當(dāng)x∈(x1,x2)時,φ′(x)<0.
-2
2
≤k≤2
2
,φ′(x)>0在x∈(0,+∞)上恒成立.
∴若k<-2
2
,函數(shù)φ(x)的增區(qū)間為(0,x1),(x2,+∞),減區(qū)間為(x1,x2);
k≥-2
2
,則函數(shù)φ(x)的增區(qū)間為(0,+∞).
(2)由f(x)=klnx,得f(x)=
k
x
,f(x0)=
k
x0

∴直線l的方程為y-klnx0=
k
x0
(x-x0)
,即y=
k
x0
x+klnx0-k

設(shè)l與y=g(x)切于點(diǎn)B(x1,y1),
則l的方程又可寫為y-ex1=ex1(x-x1),即y=ex1x+ex1(1-x1)
k
x0
=ex1
k(lnx0-1)=ex1(1-x1)
k(lnx0-1)=
k
x0
(1-x1)
⇒x0(lnx0-1)=1-x1
⇒x1=1+x0-x0lnx0,
x1=ln
k
x0
,
化簡得:lnk=1+x0+lnx0-x0lnx0
設(shè)h(x)=1+x+lnx-xlnx(x>2),h(x)=1+
1
x
-(lnx+1)=
1
x
-lnx
,
當(dāng)x>2時,
1
x
<lnx
,
∴h′(x)<0恒成立,h(x)在(2,+∞)上單調(diào)遞減,
且h(2)=3-ln2,要使x0唯一,只要令lnk<3-ln2=ln
e3
2

0<k<
e3
2

∴實(shí)數(shù)k的取值范圍是(0,
e3
2
)
點(diǎn)評:本題考查了利用導(dǎo)數(shù)研究曲線上某點(diǎn)處的切線方程,考查了利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,考查了數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)化思想方法,訓(xùn)練了利用導(dǎo)數(shù)求函數(shù)的最值,綜合考查了學(xué)生分析問題和解決問題的能力,是壓軸題.
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如圖,半徑為1的圓O,∠AOB=∠BOC=∠COA=
3
,點(diǎn)A0,B0,C0分別是半徑OA、OB、CO上的動點(diǎn),且OA0=OB0=OC0,分別過A0,B0,C0作半徑OA、OB、CO的垂線,交圓O與A1,A2,B1,B2,C1,C2,過A2,B1分別作OA、OB的平行線A2M和B1M交于點(diǎn)M,過B2,C1分別作OB、OC的平行線B2N和C1N交于點(diǎn)N,過C2,A1分別作OC、OA的平行線C2P和A1P交于點(diǎn)P,由A1A2MB1B2NC1C2P圍成圖所示的平面區(qū)域(陰影部分),記它的面積為y,設(shè)∠A2OA=θ,用y=f(θ)表示y關(guān)于θ的函數(shù).
(1)設(shè)θ∈(0,
π
3
],求y=f(θ)的解析式;
(2)在(1)的條件下,求y=f(θ)的最大值,并求出當(dāng)函數(shù)取最大值是時tan2θ的值.

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已知數(shù)列{an}中,點(diǎn)(an,an+1)(n∈N*)在直線x-y+1=0上,且a2=2.
(Ⅰ)求證:數(shù)列{an}是等差數(shù)列,并求an;
(Ⅱ)設(shè)bn=3an,數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)和為Sn,若對任意n∈N*,都有(n+1)(2Sn+3)≤λ•4n恒成立,求實(shí)數(shù)λ的取值范圍.

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已知O為原點(diǎn),A(x1,y1),B(x2,y2)是橢圓C:
x2
m
+
y2
4
=1(0<m<4)上任意兩點(diǎn),向量
p
=(x1
y1
2
),
q
=(x2
y2
2
)且
p
q
,橢圓的離心率e=
3
2
,求△AOB的面積是否為定值?

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已知動圓過點(diǎn)M(-
3
,0),且與圓N:(x-
3
2+y2=16相內(nèi)切.
(Ⅰ)求動圓的圓心P的軌跡方程;
(Ⅱ)已知點(diǎn)A(2,0),點(diǎn)B(1,0),過點(diǎn)B且斜率為k1(k1≠0)的直線l與(Ⅰ)中的軌跡相交于C、D兩點(diǎn),直線AC、AD分別交直線x=3于E、F兩點(diǎn),線段EF的中點(diǎn)為Q.記直線QB的斜率為k2,求證:k1•k2為定值.

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已知直線l:x-
3
y+1=0,一個圓的圓心C在x軸正半軸上,且該圓與直線l和y軸均相切.
(1)求該圓的方程;
(2)若直線:mx+y+
1
2
m=0與圓C交于A,B兩點(diǎn),且|AB|=
3
,求m的值.

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如圖所示的偽代碼中,若輸入的a,b,c依次是1,2,3,則輸出的c的值為
 

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