问题 解答题

已知a>0,函数f(x)=ax2-x,g(x)=ln(ax)

(1)若直线y=kx-1与函数f(x)、g(x)相切于同一点,求实数a,k的值;

(2)是否存在实数a,使得f(x)≥g(x)成立,若存在,求出实数a的取值集合,不存在说明理由.

答案

解(1)设g(x)的切点(x0,ln(ax0)),g′(x0)=

1
x0
=k,

∴g(x0)=ln(ax0)=kx0-1=0,∴ax0=1,

设f(x)切点(x0,f(x0)),f′(x0)=2ax0-1=k=1,∴a=x0=1,

∴a=k=1;

(2)令h(x)=f(x)-g(x)=ax2-x-ln(ax),即h(x)min≥0,

h′(x)=

2ax2-x-1
x
,令p(x)=2ax2-x-1,△=1+8a>0,

所以p(x)=0有两不等根x1,x2x1x2=-

1
2a
<0,不妨令x1<0<x2

所以h(x)在(0,x2)上递减,在(x2,+∞)上递增,

所以h(x2)=ax22-x2-ln(ax2)≥0成立,

因为p(x2)=2ax22-x2-1=0,所以ax2=

1+x2
2x2

所以h(x2)=

1-x2
2
-ln
1+x2
2x2
≥0,且x2=
1+
1+8a
4a
=
2
1+8a
-1

令k(x)=

1-x
2
-ln
1+x
2x
=
1-x
2
+ln2x-ln(1+x),

k′(x)=-

(x-1)(x+2)
2x(x+1)
,所以k(x)在(0,1)上递增,在(1,+∞)上递减,

所以k(x2)≤k(1)=0,又h(x2)=

1-x2
2
-ln
1+x2
2x2
≥0,所以x2=1代入ax2=
1+x2
2x2
,a=1,

所以a∈{1}.

不定项选择
解答题