已知函数f(x)=lnx,g(x)=
(1)函数f(x)的图象在点(1,f(1))处的切线与g(x)的图象相切,求实数b的值; (2)设h(x)=f(x)+g(x),若函数h(x)在定义域上存在单调减区间,求实数b 的取值范围; (3)若b>1,对于区间[1,2]上的任意两个不相等的实数x1,x2,都有|f(x1)-f(x2)|>|g(x1)-g(x2)|成立,求b的取值范围. |
(1)f(x)=lnx得f′(x)=
,1 x
函数f(x)的图象在点(1,f(1))处的切线的斜率为f′(1)=1,切线方程为:y-0=x-1即y=x-1.
由已知得它与g(x)的图象相切,将y=x-1代入得x-1=
x2-bx,即1 2
x2-(b+1)x+1=0,1 2
∴△=(b+1)2-2=0,解得b=±
-1,2
即实数b的值为±
-1.2
(2)h(x)=f(x)+g(x)=lnx+
x2-bx,1 2
∴h′(x)=
+x-b,1 x
根据函数h(x)在定义域(0,+∞)上存在单调减区间,
∴存在x>0,使得
+x-b<0,即b>1 x
+x,1 x
由于当x>0时,
+x≥2,1 x
∴b>2.
∴实数b 的取值范围(2,+∞).
(3)对于区间[1,2]上的任意实数x,f′(x)=
∈[1 x
,1].1 2
g′(x)=x-b∈[1-b,2-b],
要使得对于区间[1,2]上的任意两个不相等的实数x1,x2,都有|f(x1)-f(x2)|>|g(x1)-g(x2)|成立,
若用注意到f(x)是增函数,不妨设x1>x2,则f(x1)>f(x2),问题转化为|f(x1)-f(x2)|>|g(x1)-g(x2)|
等价于-f(x1)+f(x2)<g(x1)-g(x2)<f(x1)-f(x2)从而f(x1)-g(x1)>f(x2)-g(x2)且f(x1)+g(x1)>f(x2)+g(x2),
即f(x)-g(x)与f(x)+g(x)都是增函数,
利用导数的几何是切线的斜率,得到|f′(x)|>|g′(x)|,
即
>|b-x|,于是x-1 x
≤b≤x+1 x
即(x-1 x
)max≤b≤(x+1 x
)min1 x
∴
≤b≤2.3 2
则b的取值范围[
,2].3 2