已知函数,g(x)=lnx.(1)求函数f(x)的单调区间;(2)如果关于x的方程有实数根,求实数m的取值范围;(3)是否存在正数k,使得关于x的方程f(x)=kg(

发布时间:2020-07-31 14:01:42

已知函数,g(x)=lnx.
(1)求函数f(x)的单调区间;
(2)如果关于x的方程有实数根,求实数m的取值范围;
(3)是否存在正数k,使得关于x的方程f(x)=kg(x)有两个不相等的实根?如果存在,求的k取值范围,如果不存在,说明理由?

网友回答

解:(1)f(x)=ln(x+)+(x>-,且x≠0),
f′(x)=-=-,令f′(x)=0,解得:x=-1或3.
x,f(x),f′(x)随x变化情况如下表:
x-1(-1,0)(0,3)3(3,+∞)f′(x)+0--0+f(x)↗↘↘↗∴f(x)的单调递增区间是(-,-1)和(3,+∞),单调递减区间是(-1,0)和(0,3).…(4分)
(2)g(x)=lnx=x+m,
∴m=lnx-x,(x>0)
取t(x)=lnx-x,(x>0),
则t′(x)=-,(x>0),令t′(x)=0得,x=2;
∴x,t(x),t′(x)随x变化情况如下表:
x(0,2)2(2,+∞)t′(x)+0-t(x)↗↘∴当x=2时,t(x)取得极大值t(2)=ln2-1,也是最大值,
∴m<ln2-1.…(8分)
(3)h(x)=f(x)-kg(x)=ln(x+)+-klnx,(x>0),
∴h′(x)=--=--==,
取p(x)=2(1-k)x2-(3k+4)x-6,(x≥0)…(10分)
对称轴x=-=-,
当k>1时,p(x)图象开口向下,-<0,
∴p(x)在(0,+∞)上单调递减,p(x)<p(0)=-6<0
∴h′(x)<0,
∴h(x)在(0,+∞)上单调递减,h(x)=0不可能有两个不等实根.
当k=1时,p(x)=-7x-6<0,
同理h′(x)<0,
∴h(x)在(0,+∞)上单调递减,h(x)=0不可能有两个不等实根.
当0<k<1时,p(x)图象开口向上,
又p(0)=-6<0,此时p(x)=0在(0,+∞)有且仅有一根,设为x0.
对x∈(0,x0),p(x)<0,h'(x)<0,h(x)在(0,x0)上单调递减;
对x∈(x0,+∞),p(x)>0,h'(x)>0,h(x)在(x0,+∞)上单调递增;h(x)min=h(x0)=ln(x0+)+-klnx0,
又p(1)=2(1-k)?12-(3k+4)?1-6=-8-5k<0,
∴x0>1,lnx0>0,
∴ln(x0+)>lnx0>klnx0(0<k<1),>0,
∴h(x0)>0,
此时h(x)=0没有实数根.
综上所述,不存在正数k,使得关于x的方程f(x)=kg(x)有两个不相等的实根…(15分)
解析分析:(1)依题意,可求得f′(x)=-,令f′(x)=0可解得:x=-1或3,列出x,f(x),f′(x)随x变化情况表,即可得到函数f(x)的单调区间;(2)可求得m=lnx-x,(x>0),构造函数t(x)=lnx-x,(x>0),通过t′(x)可求得t(x)max,从而可求得m的范围;(3)由h(x)=f(x)-kg(x)=ln(x+)+-klnx,(x>0),可求得h′(x)=,取p(x)=2(1-k)x2-(3k+4)x-6,(x≥0),通过对k的取值情况的讨论,可判断h(x)=0的根的情况,从而可得
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