Question

設(shè)直線l：y=5x+4是曲線C：f（x）=+2x+m的一條切線，g（x）=ax²+2x-23．
（Ⅰ）求切點(diǎn)坐標(biāo)及m的值；
（Ⅱ）當(dāng)m∈Z時(shí)，存在x∈[0，+∞）使f（x）≤g（x）成立，求實(shí)數(shù)a的取值范圍．

Answer 1

【答案】分析：（Ⅰ）設(shè)直線l與曲線C相切于點(diǎn)P（x，y），利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義可得f′（x）=5即可解得切點(diǎn)的橫坐標(biāo)x，進(jìn)而得到切點(diǎn)坐標(biāo)及m的值；
（Ⅱ）解法一：由m∈Z，可得m=13，設(shè)h（x）=f（x）-g（x），則存在x∈[0，+∞）使f（x）≤g（x）成立?h（x）_min≤0，利用導(dǎo)數(shù)和分類討論即可得出
解法二：由f（x）≤g（x）得，
（�。┊�(dāng)x≠0時(shí)，通過(guò)分離參數(shù)可得：，設(shè)，則存在x∈[0，+∞）使f（x）≤g（x）成立?h（x）_min≤a，利用導(dǎo)數(shù)即可得出；
（ⅱ）當(dāng)x=0時(shí)，不等式不成立，可知：a不存在．
解答：解：（Ⅰ）設(shè)直線l與曲線C相切于點(diǎn)P（x，y），
∵f'（x）=x²-2x+2，∴=5，解得x=-1或x=3，
當(dāng)x=-1時(shí)，y=-1，∵P（-1，-1）在曲線C上，∴，
當(dāng)x=3時(shí)，y=19，∵P（3，19）在曲線C上，∴m=13，
∴切點(diǎn)P（-1，-1），，
切點(diǎn)P（3，19），m=13．       
（Ⅱ）解法一：∵m∈Z，∴m=13，
設(shè)，
若存在x∈[0，+∞）使f（x）≤g（x）成立，則只要h（x）_min≤0，
h'（x）=x²-2（1+a）x=x[x-2（1+a）]，
（ⅰ）若1+a≥0即a≥-1，令h'（x）＞0，得x＞2（1+a）或x＜0，
∵x∈[0，+∞），∴h（x）在（2（1+a），+∞）上是增函數(shù)，
令h'（x）≤0，解得0≤x≤2（1+a），
∴h（x）在[0，2（1+a）]上是減函數(shù)，∴h（x）_min=h（2（1+a）），
令h（2（1+a））≤0，解得a≥2，
（ⅱ）若1+a＜0即a＜-1，令h'（x）＞0，解得x＜2（1+a）或x＞0，
∵x∈[0，+∞），∴h（x）在（0，+∞）上是增函數(shù)，∴h（x）_min=h（0），
令h（0）≤0，不等式無(wú)解，∴a不存在，
綜合（ⅰ）（ⅱ）得，實(shí)數(shù)a的取值范圍為[2，+∞）．
解法二：由f（x）≤g（x）得，
（ⅰ）當(dāng)x≠0時(shí)，，設(shè)
若存在x∈[0，+∞）使f（x）≤g（x）成立，則只要h（x）_min≤a，
，
令h'（x）≥0解得x≥6，∴h（x）在[6+∞）上是增函數(shù)，
令h'（x）＜0，解得0＜x＜6，∴h（x）在（0，6）上是減函數(shù)，
∴h（x）_min=h（6）=2，∴a≥2，
（ⅱ）當(dāng)x=0時(shí)，不等式不成立，
∴a不存在，
綜合（�。�（ⅱ）得，實(shí)數(shù)a的取值范圍為[2，+∞）．
點(diǎn)評(píng)：熟練掌握利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性、極值與最值、導(dǎo)數(shù)的幾何意義、把問(wèn)題等價(jià)轉(zhuǎn)化等是解題的關(guān)鍵．