考點:利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的極值
專題:綜合題,導(dǎo)數(shù)的綜合應(yīng)用
分析:(1)先求函數(shù)的定義域,然后在定義域內(nèi)解不等式f′(x)>0,f′(x)<0可得單調(diào)區(qū)間;
(2)令
h(x)=ln(x2+1)-,利用導(dǎo)數(shù)可判斷函數(shù)h(x)的單調(diào)性及圖象的變化趨勢,由圖象可得a的范圍;
(3)假設(shè)存在正數(shù)b,使得方程f(x)=blnx存在兩個不相等的實根
x1 和
x2 ,則
| ln(x1+)+=blnx1…(1) | ln(x2+)+=blnx2…(2) |
| |
,由(1)問結(jié)論可判斷x
1>1,x
2>1,不妨設(shè)x
2>x
1>1,由(1)(2)可得
=,容易證明函數(shù)
y=ln(1+)+在(1,+∞)恒大于0且為減函數(shù),由此可得矛盾,得到結(jié)論;
解答:
解:(1)f(x)定義域是(-
,0)∪(0,+∞),求導(dǎo)得f′(x)=
,
由f′(x)>0得,-
<x<-1或x>3;由f′(x)<0得-1<x<0或0<x<3.
∴f(x)的增區(qū)間是
(-,-1),(3,+∞);減區(qū)間是(-1,0),(0,3)函數(shù)f(x);
(2)令
h(x)=ln(x2+1)-,
求導(dǎo)得h′(x)=2x[
+],
里面有一個零點x=0和兩個斷點x=±1,
∴得到函數(shù)在區(qū)間(0,1),(1,+∞)單調(diào)增;在區(qū)間(-∞,-1),(-1,0)單調(diào)減.
當x從負半軸方向趨近于-1時,h(x)→-∞,
當x從正半軸方向趨近于-1時,h(x)→+∞,
而且x→-∞時,h(x)→+∞
而且可以很容易得到h(x)=h(-x),∴函數(shù)為偶函數(shù),且h(0)=1,
另半邊的圖象由關(guān)于y軸對稱就可以得到了,所以g(x)=ln(x
2+1)有4個不同的實根,
結(jié)合圖象得到a>h(0)=1;
(3)結(jié)論:這樣的正數(shù)b不存在.
假設(shè)存在正數(shù)b,使得方程f(x)=blnx存在兩個不相等的實根
x1 和
x2 ,則
| ln(x1+)+=blnx1…(1) | ln(x2+)+=blnx2…(2) |
| |
,
根據(jù)定義域知道
x1 和
x2 都是正數(shù),
根據(jù)第(1)問知道,當x>0時,函數(shù)的最小值
fmin(x)=f(3)=(ln)+>0 ,
∴
f(x1)=ln(x1+)+>0 ,
f(x2)=ln(x2+)+>0 ,
∵b>0,等式兩邊同號,∴l(xiāng)nx
1>0,lnx
2>0,∴x
1>1,x
2>1,
不妨設(shè)x
2>x
1>1,
由(1)(2)可得
=,
∴
-1=-1,
∴
=…(*),
容易證明函數(shù)
y=ln(1+)+在(1,+∞)恒大于0且為減函數(shù),
∵
=左邊大于1,右邊小于1,
∴(*)方程顯然不成立,
∴原假設(shè):存在正數(shù)b,使得方程f(x)=blnx存在兩個不相等的實根
x1 和
x2 錯誤,
∴不存在正數(shù)b,使得關(guān)于x的方程f(x)=blnx有兩個不相等的實根.
點評:該題考查利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性、方程的根等內(nèi)容,考查數(shù)形結(jié)合思想,考查學(xué)生綜合運用所學(xué)知識分析問題解決問題的能力.