问题 解答题
设函数f(x)=p(x-
1
x
)-2lnx,g(x)=x2
(I)若直线l与函数f(x),g(x)的图象都相切,且与函数f(x)的图象相切于点(1,0),求实数p的值;
(II)若f(x)在其定义域内为单调函数,求实数p的取值范围.
答案

(Ⅰ)方法一:∵f′(x)=p+

p
x2
-
2
x
,∴f'(1)=2p-2.

设直线,并设l与g(x)=x2相切于点M(x0,y0

∵g'(x)=2x,∴2x0=2p-2,解得

x0=p-1,y0=(p-1)2

代入直线l方程解得p=1或p=3.

方法二:将直线方程l代入y=x2得2(p-1)(x-1)=0,

∴△=4(p-1)2-8(p-1)=0,

解得p=1或p=3.

(Ⅱ)∵f′(x)=p+

p
x2
-
2
x
=
px2-2x+p
x2
..

①要使f(x)为单调增函数,f'(x)≥0在(0,+∞)恒成立,

即px2-2x+p≥0在(0,+∞)恒成立,即p≥

2x
x2+1
=
2
x+
1
x
在(0,+∞)恒成立,

2
x+
1
x
≤1,所以当p≥1,此时f(x)在(0,+∞)为单调增函数;   

②要使f(x)为单调减函数,须f'(x)<0在(0,+∞)恒成立,

即在(0,+∞)恒成立,即p≤

2x
x2+1
,(0,+∞)恒成立,又
2x
x2+1
≥0
,所以p≤0.当p≤0时,f(x)在(0,+∞)为单调减函数.

综上,若f(x)在(0,+∞)为单调函数,则p的取值范围为p≥1或p≤0.

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