已知函式,k≠0.(Ⅰ)當k=2時,求函式f(x)切線斜率中的最大值;(Ⅱ)若關於x的方程f(x)=k有解,求...
問題詳情:
已知函式,k≠0.
(Ⅰ)當k=2時,求函式f(x)切線斜率中的最大值;
(Ⅱ)若關於x的方程f(x)=k有解,求實數k的取值範圍.
【回答】
【考點】6K:導數在最大值、最小值問題中的應用;6H:利用導數研究曲線上某點切線方程.
【分析】(Ⅰ)求出函式的定義域,導數,推出切線的斜率,然後求解函式f(x)切線斜率中的最大值;
(Ⅱ)關於x的方程f(x)=k有解,令,則問題等價於函式g(x)存在零點,
求出.通過當k<0時,當k>0時,判斷函式的單調*以及求解函式的最值,推出結果即可.
【解答】解:(Ⅰ)函式的定義域為(0,+∞).
當k=2時,,
所以函式f(x)切線斜率的最大值為1.
(Ⅱ)因為關於x的方程f(x)=k有解,
令,則問題等價於函式g(x)存在零點,
所以.
當k<0時,g′(x)<0對(0,+∞)成立,
函式g(x)在(0,+∞)上單調遞減.
而g(1)=1﹣k>0, =,
所以函式g(x)存在零點.
當k>0時,令g′(x)=0,得.
g′(x),g(x)隨x的變化情況如下表:
x | (0,) | (,+∞) | |
g'(x) | ﹣ | 0 | + |
g(x) | ↘ | 極小值 | ↗ |
所以為函式g(x)的最小值,
當時,即0<k<1時,函式g(x)沒有零點,
當時,即k≥1時,注意到,
所以函式g(x)存在零點.
綜上,當k<0或k≥1時,關於x的方程f(x)=k有解.
知識點:導數及其應用
題型:解答題
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