问题 解答题
已知直线l:X-y+1=0,⊙O:x2+y2=2上的任意一点P到直线l的距离为d.当d取得最大时对应P的坐标(m,n),设g(x)=mx+
n
x
-2lnx.
(1)求证:当x≥1,g(x)≥0恒成立;
(2)讨论关于x的方程:mx+
n
x
-g(x)=2x3-4ex2+tx
根的个数.
答案

(1)由题意得P(1,-1),

∴m=1,n=-1∴g(x)=mx+

n
x
-2lnx=x-
1
x
-2lnx

g′(x)=1+

1
x2
-
2
x
=
x2-2x+1
x2
=
(x-1)2
x2
≥0,

∴g(x)在[1,+∞)是单调增函数,

∴g(x)≥g(1)=1-1-2ln1=0对于x∈[1,+∞)恒成立.

(2)方程mx+

n
x
-g(x)=2x3-4ex2+tx;

∴2lnx=2x3-4ex2+tx

∵x>0,∴方程为

2lnx
x
=2x2-4ex+t

L(x)=

2lnx
x
,H(x)=2x2-4ex+t,

L′(x)=2

1-lnx
x2
,当x∈(0,e)时,L′(x)≥0,

∴L′(x)在(0,e]上为增函数;x∈[e,+∞)时,L′(x)≤0,

∴L′(x)在[0,e)上为减函数,

当x=e时,L(x)max=L(e)=

2
e

H(x)=2x2-4ex+t=2(x-e)2+t-2e2

∴可以分析①当t-2e2

2
e
,即t>2e2+
2
e
时,方程无解.

②当t-2e2=

2
e
,即t=2e2+
2
e
时,方程有一个根.

③当t-2e2

2
e
,即t<2e2+
2
e
时,方程有两个根.

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