Question

【題目】設(shè)函數(shù),已知它們在處的切線互相平行.

(1)求的值；

(2)若函數(shù),且方程有且僅有四個解，求實(shí)數(shù)的取值范圍.

Answer 1

【答案】（1）；（2）.

【解析】試題分析： 由和在處的切線互相平行可以得到，解方程即可求得的值；

分別求出和的極值，結(jié)合單調(diào)性畫出的圖象，結(jié)合圖象可得若方程有四個解，則，解不等式求得實(shí)數(shù)的取值范圍

解析：函數(shù)g(x)＝bx2－ln x的定義域?yàn)?0，＋∞)，

(1)f′(x)＝3ax2－3af′(1)＝0，

g′(x)＝2bx－g′(1)＝2b－1，

依題意得2b－1＝0，所以b＝.

(2)x∈(0，1)時，g′(x)＝x－＜0，

即g(x)在(0，1)上單調(diào)遞減，

x∈(1，＋∞)時，g′(x)＝x－＞0，即g(x)在(1，＋∞)上單調(diào)遞增，所以當(dāng)x＝1時，g(x)取得極小值g(1)＝；

當(dāng)a＝0時，方程F(x)＝a2不可能有四個解；

當(dāng)a＜0，x∈(－∞，－1)時，f′(x)＜0，即f(x)在(－∞，－1)上單調(diào)遞減，x∈(－1，0)時，f′(x)＞0，

即f(x)在(－1，0)上單調(diào)遞增，

所以當(dāng)x＝－1時，f(x)取得極小值f(－1)＝2a，

又f(0)＝0，所以F(x)的圖象如圖(1)所示，從圖象可以看出F(x)＝a2不可能有四個解.

當(dāng)a＞0，x∈(－∞，－1)時，f′(x)＞0，

即f(x)在(－∞，－1)上單調(diào)遞增，

x∈(－1，0)時，f′(x)＜0，

即f(x)在(－1，0)上單調(diào)遞減，

所以當(dāng)x＝－1時，f(x)取得極大值f(－1)＝2a.

又f(0)＝0，所以F(x)的圖象如圖(2)所求，

從圖(2)看出，若方程F(x)＝a2有四個解，則＜a2＜2a，

得＜a＜2，

所以，實(shí)數(shù)a的取值范圍是.