一道关于导数的高中数学题,不胜感激

2025-02-17 08:42:1295 次浏览

最佳答案

(1)设p(x,y)(x>0) 则y=lnx且y=ax²-x ∴lnx=ax²-x

又在P处切线相同 所以斜率相同 得 1/x=2ax-1 得出a=(x+1)/2x² 带入上式得 lnx=(1-x)/2

下面证该方程只有一个实数根则P点唯一

设h(x)=lnx+x/2-1/2 ∴h(x)导数=1/x+1/2>0 ∴h(x)在定义域上单调递增 h(1)=0 ∴h(x)有唯一零点 即原方程有唯一正实根,∴P点唯一,得证。

(2)当切点相同时,由(1)知a=1;

当切点不同时,设切线方程为y=kx+m

直线与f(x)相切,得k=1/x,从而切点横坐标x=1/k,代入f(x)得切点纵坐标y=ln(1/k),再代入直线有m=ln(1/k)-1=-lnk-1

同理,直线与g(x)相切可得x=(k+1)/2a,从而,(-k²-2k-1)/4a=-lnk-1,

∴ 4a=(k²+2k+1)/(1+lnk)(k>0)

设F(k)=(k²+2k+1)/(1+lnk)(k>0),则F(k)导数=(k+1)(1+2lnk-1/k)/(1+lnk)²

又设G(k)=1+2lnk-1/k, 则G(k)导数=2/k+1/k²>0 ∴G(k)在(0,正无穷)单调递增

又G(1)=0,∴G(k)在(0,1)上<0,在(1,正无穷)>0 从而

F(k)在(0,1)单调递减,在(1,正无穷)单调递增,∴F(k)有最小值F(1)=4,即4a的最小值为4,∴a有最小值为1

综上 正实数a的最小值为1

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