考點(diǎn):利用導(dǎo)數(shù)求閉區(qū)間上函數(shù)的最值,利用導(dǎo)數(shù)研究曲線上某點(diǎn)切線方程,點(diǎn)到直線的距離公式
專題:導(dǎo)數(shù)的綜合應(yīng)用
分析:(Ⅰ)在函數(shù)g(x)的圖象上任意取一點(diǎn)P(
x,),則|OP|=
,根據(jù)對(duì)稱性,取到最小值的點(diǎn)的橫坐標(biāo)x>0,由此能求出函數(shù)y=g(x)圖象上任意一點(diǎn)P到坐標(biāo)原點(diǎn)的距離的最小值為2.
(Ⅱ)假設(shè)存在滿足條件的正整數(shù)m,函數(shù)g(x)=
在(-2,+∞)上單調(diào)遞減,f(k)=g(b)>g(k),當(dāng)x>0時(shí),不等式f(x)>g(x)恒成立,由此利用導(dǎo)數(shù)性質(zhì)推導(dǎo)出存在最大數(shù)m=5滿足條件.
解答:
解:(Ⅰ)在函數(shù)g(x)的圖象上任意取一點(diǎn)P(
x,),
則|OP|=
,根據(jù)對(duì)稱性,取到最小值的點(diǎn)的橫坐標(biāo)x>0,
令P(x)=x
2+(
)
2,
p′(x)=2x-2×27()2=0,
即x(x+2)
3=27,
觀察得x=1是方程的一個(gè)根,且x∈(0,1),
∴P′(x)<0,x∈(1,+∞),
∴P(x)
min=4,∴|OP|
min=2.
即函數(shù)y=g(x)圖象上任意一點(diǎn)P到坐標(biāo)原點(diǎn)的距離的最小值為2.
(Ⅱ)假設(shè)存在滿足條件的正整數(shù)m,函數(shù)g(x)=
在(-2,+∞)上單調(diào)遞減,
f(k)=g(b)>g(k),
當(dāng)x>0時(shí),不等式f(x)>g(x)恒成立,即:
>,∴m<
,
令h(x)=
,x>0,
h′(x)=,x>0
設(shè)p(x)=x-4-2ln(x+2),x>0
則p′(x)=
>0,x>0,∴p(x)=x-4-2ln(x+2),x>0是單調(diào)增函數(shù),
而p(8)=4-2ln10<0,p(9)=5-2ln11>0,
存在唯一正實(shí)數(shù)x
0滿足p(x
0)=0,
∴h′(x
0)=0,x
0∈(8,9),
當(dāng)x∈(0,x
0)時(shí),h′(x)0.
∴x∈(0,+∞)時(shí),h(x)
min=
h(x0)==
∈(5,
),
存在最大正數(shù)m滿足條件.
下面證明,當(dāng)m=5時(shí),對(duì)x∈(-2,0),有f(x)<g(x),
即(x+2)ln(x+2)+4-3x>0,
令r(x)=(x+2)ln(x+2)+4-3x,r′(x)=ln(x+2)-2<0,x∈(-2,0),
∴r(x)>r(0)=4+2ln2>0,不等式成立,
∵函數(shù)g(x)=
在(0,+∞)的值域?yàn)椋?,+∞),
函數(shù)f(x)=
在(0,+∞)的值域?yàn)椋?,+∞),
在(-2,0)上的值域?yàn)椋?∞,+∞),
∴存在實(shí)數(shù)a,b,滿足-1<a<b<k,有f(k)=f(a)=g(b),
∴存在最大數(shù)m=5滿足條件.
點(diǎn)評(píng):本題考查函數(shù)y=g(x)圖象上任意一點(diǎn)P到坐標(biāo)原點(diǎn)的距離的最小值的求法,考查是否存在滿足條件的最大的正整數(shù)的判斷與求法,解題時(shí)要認(rèn)真審題,注意導(dǎo)數(shù)性質(zhì)的合理運(yùn)用.