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已知函数f（x）=lnx，g（x）=12x2+mx+72（m＜0），直线l与函数f（x）、g（x）的图象都相切，且与函数f（x）的图象的切点的横坐标为1．（Ⅰ）求直线l的方程及m的值；（Ⅱ）若h（x）

题目简介

已知函数f（x）=lnx，g（x）=12x2+mx+72（m＜0），直线l与函数f（x）、g（x）的图象都相切，且与函数f（x）的图象的切点的横坐标为1．（Ⅰ）求直线l的方程及m的值；（Ⅱ）若h（x）

题目详情

已知函数f（x）=lnx，g（x）=
1
2
x2+mx+
7
2
（m＜0），直线l与函数f（x）、g（x）的图象都相切，且与函数f（x）的图象的切点的横坐标为1．
（Ⅰ）求直线l的方程及m的值；
（Ⅱ）若h（x）=f（x+1）-g′（x）（其中g′（x）是g（x）的导函数），求函数h（x）的最大值；
（Ⅲ）当0＜b＜a时，比较：a+2af（a+b）与b+2af（2a）的大小．
题型：解答题难度：中档来源：不详

答案

（Ⅰ）∵直线l与函数f（x）的图象相切，且切点的横坐标为1．
∴切点坐标为P（1，ln1），即P（1，0）
求得f′（x）=class="stub"1
x
，所以切线斜率为k=f′（1）=1
∴直线l的方程为y=x-1
又∵直线l与函数y=g（x）的图象相切，设切点为Q（x0，x0-1）
∴
x0-1=class="stub"1
2
x0 2+mx0+class="stub"7
2
  
g/(x0) =x0+m=1
⇒m=-2或4
∵m＜0∴x0=-2
故所求直线方程为y=x-1，m的值是-2
（Ⅱ）由（I）得g′（x）=x-2
∴h（x）=f（x+1）-g′（x）=ln（x+1）-x+2
求导：h′（x）=class="stub"1
x+1
-1=class="stub"-x
x+1
 （x＞-1）
当x∈（-1，0）时，h′（x）＞0，函数h（x）是增函数；
当x∈（0，+∞）时，h′（x）＜0，函数h（x）是减函数
∴函数h（x）在x=0时有极大值，并且这个极大值是最大值
故函数h（x）的最大值为h（0）=2；
（Ⅲ）为了比较：a+2af（a+b）与b+2af（2a）的大小，进行作差：
[a+2af（a+b）]-[b+2af（2a）]=a-b+2a[f（a+b）-f（2a）]=a-b+2aln（class="stub"a+b
2a
）
∵0＜b＜a
∴设a-b=t，（t＞0），得a=b+t
可得a-b+2aln（class="stub"a+b
2a
）=t+2（b+t）ln[1-class="stub"t
2(b+t)
]
再记-class="stub"t
2(b+t)
=s，（-1＜s＜0），
F（s）=ln（1+s）-s⇒F′（s）=class="stub"-s
1+s
＞0
∴F（s）在（-1，0）是增函数，F（s）＜F（0）=0
∴t+2（b+t）ln[1-class="stub"t
2(b+t)
]＜t+2（b+t）•(-class="stub"t
2(b+t)
)=t-t=0
即a-b+2aln（class="stub"a+b
2a
）＜0
∴a+2af（a+b）＜b+2af（2a）

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