问题
解答题
已知函数f(x)=lnax-
(Ⅰ)讨论函数f(x)的单调区间; (Ⅱ)当a=1时,是否存在过点(1,-1)的直线与函数y=f(x)的图象相切?若存在,有多少条?若不存在,说明理由. |
答案
解析:(1)由题意f′(x)=
. …(1分)x-a x2
当a>0时,函数f(x)的定义域为(0,+∞),f'(x)>0,则x∈(a,+∞),f'(x)<0,则x∈(0,a),
此时函数在(0,a)上是减函数,在(a,+∞)上是增函数,…(3分)
当a<0时,函数f(x)的定义域为(-∞,0),f'(x)>0,则x∈(a,0),f'(x)<0,则x∈(-∞,a),
此时函数在(-∞,a)上是减函数,在(a,0)上是增函数.…(5分)
(2)假设存在这样的切线,设其中一个切点T(x0,lnx0-
),x0-1 x0
∴切线方程:y+1=
(x-1),将点T坐标代入得:x0-1 x 20
lnx0-
+1=x0-1 x0
,即lnx0+(x0-1)2 x 20
-3 x0
-1=0,①1 x 20
设g(x)=lnx+
-3 x
-1,则g′(x)=1 x2
.(x-1)(x-2) x3
令g'(x)=0,则x=1或x=2.…(8分)
x | (0,1) | 1 | (1,2) | 2 | (2,+∞) |
g'(x) | + | 0 | - | 0 | + |
g(x) | 递增 | 极大值 | 递减 | 极小值 | 递增 |
1 |
4 |
所以g(x)>0在[1,+∞)上恒成立,即g(x)=0在[1,+∞)上无解.
因为g(
)=ln1 4
+12-16-1=-ln4-3<0,g(1)=1>0,g(x)在区间(0,1)上单调递增,1 4
根据零点定理,g(x)在区间(0,1)上有且仅有一个实数根,即方程①有且仅有一解,故符合条件的切线有且仅有一条.…(12分)