Question

已知函數(shù)g（x）=mx²-2x+l+ln（x+l）（m≥1）．
（1）若曲線C：y=g（x）在點P（0，1）處的切線l與曲線C有且只有一個公共點，求m的值；
（2）求證：函數(shù)g（x）存在單凋減區(qū)間[a，b]；
（3）若c=b-a，求c的取值范圍．

Answer 1

【答案】分析：（1）利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義求出切線的斜率，進(jìn)而求出切線的方程，由切線l與曲線C有且只有一個公共點，轉(zhuǎn)化為二者的方程聯(lián)立的方程組有且只有一個解0，再利用導(dǎo)數(shù)即可得出；
（2）函數(shù)g（x）存在單凋減區(qū)間[a，b]?g^′（x）＜0，再由m≥1，x＞-1，利用二次函數(shù)的性質(zhì)即可證明；
（3）利用（2）的結(jié)論及一元二次方程的根與系數(shù)的關(guān)系及不等式的性質(zhì)即可求出．
解答：解：（1）∵函數(shù)g（x）=mx²-2x+1+ln（x+1）（m≥1），定義域為（-1，+∞）．
∴，∴g^′（0）=-2+1=-1．
∴切線l的方程為：y-1=-x，即y=-x+1，
∵切線l與曲線C有且只有一個公共點，
∴mx²-2x+1+ln（x+1）=-x+1有且只有一個解0．
令h（x）=，
則h^′（x）=mx-1+=，
①當(dāng)m=1時，，h（x）在（-1，+∞）上單調(diào)遞增，滿足有且只有一個解0．
②當(dāng)m＞1時，，令h^′（x）=0，解得x=0或．
列表如下：
由表格畫出圖象：當(dāng)x→-1時，h（x）→-∞，，故在區(qū)間內(nèi)還有一個交點，
即方程h（x）=0由兩個實數(shù)根，與已知有且僅有一個解矛盾，應(yīng)舍去．
綜上可知：只有m=1滿足題意．
（2）由=＜0（x＞-1）?mx²+（m-2）x-1＜0．
令f（x）=mx²+（m-2）x-1（x＞-1，m≥1）．
則△=（m-2）²+4m=m²+4＞0，且其對稱軸x==＞-1，
f（-1）=1＞0，
∴函數(shù)f（x）在（-1，+∞）上必有兩個不等實數(shù)根a=，b=．
使得函數(shù)g（x）在區(qū)間[a，b]上單調(diào)遞減．
（3）由（2）可知：a+b=，，
∴c=b-a===，
∵m≥1，∴．
∴c的取值范圍是．
點評：熟練掌握利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的性質(zhì)及“三個二次”的關(guān)系是解題的關(guān)鍵．