2013高数王博第二讲导数与微分(4)

2018-11-23 22:40

所以y?0是沿x???方向的一条水平渐近线;

1?ln(1?ex)?1ln(1?ex)?yx?lim?2?令 a?lim?lim? x???xx???x???xx?x?exx1ln(1?ex)1?e?lim2?lim?洛必达法则?0?lim?1

x???xx???x???x1令 b?lim?y?a?x??lim?x???x????1??ln(1?ex)?x? ?x??lim1?lim?ln(1?ex)?x??x?lnex?0?lim?ln(1?ex)?lnex? x???xx???x???1?ex?limln(x)?limln(e?x?1)?ln1?0

x???x???e所以y?x是曲线的斜渐近线,所以共有3条,选择(D

【例35】设f(x)在[0,1]上可微,且当0?x?1时,0?f(x)?1,f?(x)?1试证在(0,1)内有且仅有一个x使f(x)?x.

证 令F(x)?f(x)?x,则F(0)?f(0)?0,F(1)?f(1)?1?0

由零点定理知方程F(x)?0在(0,1)内至少有一实根,又F?(x)?f?(x)?1?0,则

F(x)?0最多一个实根,原题得证.

【例36】(11,1)求方程karctanx?x?0不同实根的个数,其中k为参数.

详解:显然x?0为方程一个实根.

当x?0时,令f?x??x?k, f??x??arctanxarctanx?x1?x2 2?arctanx?x令g?x??arctanx?1?x2 即x?R,g??x??0

11?x2?x?2x2x2x?Rg??x?????0

22221?x2?1?x??1?x? ?g?0??0 ?当x?0时,g?x??0; 当x?0时,g?x??0.

?当x?0时,f'?x??0;当x?0时,f'?x??0.

?limf?x??limx?0xx?k?1?k limf?x??lim?k???

x?0arctanxx??x??arctanx?当1?k?0时,由零点定理可知f?x?在(??,0),(0,??)内各有一个零点;

当1?k?0时,则f?x?在(??,0),(0,??)内均无零点.

?综上所述,当k?1时,原方程有三个根.

当k?1时,原方程有一个根.

【例37】(03,2) 讨论曲线y?4lnx?k与y?4x?ln4x的交点个数. 【详解】讨论曲线y?4lnx?k与y?4x?ln4x的交点个数等价于讨论方程

?(x)?ln4x?4lnx?4x?k

在区间(0,??)内的零点问题,为此对函数求导,得

4ln3x44??(x)???4?(ln3x?1?x).

xxx1?x?0,而可以看出x?1是?(x)的驻点,而且当0?x?1时,ln3x?0,则ln3x?有??(x)?0,即?(x)单调减少;当x?1时,ln3x?0,则ln3x?1?x?0,而

4?0,x4?0,有x??(x)?0,即?(x)单调增加,故?(1)?4?k为函数?(x)的惟一极小值即最小值.

① 当?(1)?4?k?0,即当k?4时,?(x)??(1)?0,?(x)无零点,两曲线没有交点; ② 当?(1)?4?k?0,即当k?4时,?(x)??(1)?0,?(x)有且仅有一个零点,即两曲线仅有一个交点;

③ 当?(1)?4?k?0,即当k?4时,由于

3lim?(x)?lim[lnx(lnx?4)?4x?k]???; ??x?0x?0x???lim?(x)?lim[lnx(ln3x?4)?4x?k]???

x???由连续函数的介值定理,在区间(0,1)与(1,??)内各至少有一个零点,又因?(x)在区间(0,1)与(1,??)内分别是严格单调的,故?(x)分别各至多有一个零点. 总之,?(x)有两个零点. 综上所述,当k?4时,两曲线没有交点;当k?4时,两曲线仅有一个交点;当k?4时,两曲线有两个交点.


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