已知a>0,函數(shù)f(x)=ax2-x,g(x)=ln(ax)
(1)若直線y=kx-1與函數(shù)f(x)、g(x)相切于同一點,求實數(shù)a,k的值;
(2)是否存在實數(shù)a,使得f(x)≥g(x)成立,若存在,求出實數(shù)a的取值集合,不存在說明理由.
【答案】
分析:(1)設g(x)的切點(x
,ln(ax
)),則g′(x
)=
=k=f′(x
),及g(x
)=kx
-1可求得答案;
(2)令h(x)=f(x)-g(x)=ax
2-x-ln(ax),則問題等價于h(x)
min≥0,h′(x)=
,令p(x)=2ax
2-x-1,△=1+8a>0,設p(x)=0有兩不等根x
1,x
2,不妨令x
1<0<x
2,利用導數(shù)可求得h(x)
min=h(x
2)≥0;由p(x
2)=0可對h(x
2)進行變形,再構(gòu)造函數(shù),利用導數(shù)可判斷h(x
2)≤0,由此刻求得x
2=1,進而求得a值;
解答:解(1)設g(x)的切點(x
,ln(ax
)),g′(x
)=
=k,
∴g(x
)=ln(ax
)=kx
-1=0,∴ax
=1,
設f(x)切點(x
,f(x
)),f′(x
)=2ax
-1=k=1,∴a=x
=1,
∴a=k=1;
(2)令h(x)=f(x)-g(x)=ax
2-x-ln(ax),即h(x)
min≥0,
h′(x)=
,令p(x)=2ax
2-x-1,△=1+8a>0,
所以p(x)=0有兩不等根x
1,x
2,
<0,不妨令x
1<0<x
2,
所以h(x)在(0,x
2)上遞減,在(x
2,+∞)上遞增,
所以h(x
2)=
0成立,
因為p(x
2)=
-1=0,所以
,
所以h(x
2)=
0,且
=
,
令k(x)=
,
k′(x)=
,所以k(x)在(0,1)上遞增,在(1,+∞)上遞減,
所以k(x
2)≤k(1)=0,又h(x
2)=
,所以x
2=1代入a
,a=1,
所以a∈{1}.
點評:本題考查導數(shù)的幾何意義、閉區(qū)間上函數(shù)的最值、函數(shù)恒成立問題,考查學生綜合運用所學知識分析解決問題的能力,根據(jù)問題恰當構(gòu)造函數(shù)是解決該題目的關(guān)鍵,要認真領(lǐng)會.