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函数f(x)=2lnx - x² - kx(k∈R),若函数f(x)存在两个零点m,n(0<m<n),且2x0=m+n.问:函数f(x)在点(x0,f(x0))处的切线能否平行于x轴?若能,求出该切线方程;若不能,说明理由.
题目详情
函数f(x)=2lnx - x² - kx(k∈R),若函数f(x)存在两个零点m,n(0<m<n),且2x0=m+n.问:函数f(x)在点(x0,f(x0))处的切线能否平行于x轴?若能,求出该切线方程;若不能,说明理由.
▼优质解答
答案和解析
假设:函数f(x)在点(x0,f(x0))处的切线平行于x轴
根据题意得:
2lnm-m²-km=0 ①
2lnn-n²-kn=0 ②
m+n=2x0 ③
2/x0-2x0-k=0 ④
①-②得:ln(m/n)-(m+n)(m-n)=k(m-n)
∴k=[2ln(m/n)]/(m-n)-2x0
由④变式得:k=2/x0-2x0
∴ln(m/n)=2(m-n)/(m+n)=2(m/n-1)/(m/n+1) ⑤
设:u=m/n∈(0,1)
由⑤变式得:lnu-2(u-1)/(u+1)=0 u∈(0,1)
设:g(u)=lnu-2(u-1)/(u+1) u∈(0,1)
求导得:
g'(u)=1/u-[2(u+1)-2(u-1)]/(u+1)²
=[(u+1)²-4u]/u(u+1)²
=(u-1)²/u(u+1)²>0
∴函数g(u)=lnu-2(u-1)/(u+1)在(0,1)上单调递增
∴g(u)<g(1)=0
即:lnu-2(u-1)/(u+1)<0
即:ln(m/n)<2(m/n-1)/(m/n+1),与⑤矛盾
故:函数f(x)在点(x0,f(x0))处的切线不能平行于x轴
希望我的回答对你有帮助,采纳吧O(∩_∩)O!
根据题意得:
2lnm-m²-km=0 ①
2lnn-n²-kn=0 ②
m+n=2x0 ③
2/x0-2x0-k=0 ④
①-②得:ln(m/n)-(m+n)(m-n)=k(m-n)
∴k=[2ln(m/n)]/(m-n)-2x0
由④变式得:k=2/x0-2x0
∴ln(m/n)=2(m-n)/(m+n)=2(m/n-1)/(m/n+1) ⑤
设:u=m/n∈(0,1)
由⑤变式得:lnu-2(u-1)/(u+1)=0 u∈(0,1)
设:g(u)=lnu-2(u-1)/(u+1) u∈(0,1)
求导得:
g'(u)=1/u-[2(u+1)-2(u-1)]/(u+1)²
=[(u+1)²-4u]/u(u+1)²
=(u-1)²/u(u+1)²>0
∴函数g(u)=lnu-2(u-1)/(u+1)在(0,1)上单调递增
∴g(u)<g(1)=0
即:lnu-2(u-1)/(u+1)<0
即:ln(m/n)<2(m/n-1)/(m/n+1),与⑤矛盾
故:函数f(x)在点(x0,f(x0))处的切线不能平行于x轴
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