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设直线l:y=g(x) 曲线S:y=F(x).若直线l与曲线S同时满足下列两个条件:①直线l

时间:2019-02-18 23:39:32

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设直线l:y=g(x) 曲线S:y=F(x).若直线l与曲线S同时满足下列两个条件:①直线l

问题补充:

设直线l:y=g(x),曲线S:y=F(x).若直线l与曲线S同时满足下列两个条件:①直线l与曲线S相切且至少有两个切点;②对任意x∈R都有g(x)≥F(x).则称直线l为曲线S的“上夹线”.

(Ⅰ)已知函数f(x)=x-2sinx.求证:y=x+2为曲线f(x)的“上夹线”.

(Ⅱ)观察下图:

根据上图,试推测曲线S:y=mx-nsinx(n>0)的“上夹线”的方程,并给出证明.

答案:

解(Ⅰ)由f(x)=1-2cosx=1得cosx=0,(1分)

当x=-时,cosx=0,

此时,,(2分)

y1=y2,所以(,)是直线l与曲线S的一个切点;(3分)

当x=时,cosx=0,

此时,,(4分)

y1=y2,,所以(,)是直线l与曲线S的一个切点;(5分)

所以直线l与曲线S相切且至少有两个切点;

对任意x∈R,g(x)-F(x)=(x+2)-(x-2sinx)=2+2sinx≥0,

所以g(x)≥F(x)(6分)

因此直线l:y=x+2是曲线S:y=ax+bsinx的“上夹线”.(7分)

(Ⅱ)推测:y=mx-nsinx(n>0)的“上夹线”的方程为y=mx+n(9分)

①先检验直线y=mx+n与曲线y=mx-nsinx相切,且至少有两个切点:设:F(x)=mx-nsinx

∵F(x)=m-ncosx,令F(x)=m-ncosx=m,得:x=2kπ±(k∈Z)(10分)

当x=2kπ-时,F(2kπ-)=m(2kπ-)+n

故:过曲线F(x)=mx-nsinx上的点2kπ-,m(2kπ-)+n)的切线方程为:

y-[m(2kπ-)+n]=m[-(2kπ-)],化简得:y=mx+n.

即直线y=mx+n与曲线y=F(x)=mx-nsinx相切且有无数个切点.(12分)

不妨设g(x)=mx+n

②下面检验g(x)≥F(x)

∵g(x)-F(x)=m(1+sinx)≥0(n>0)

∴直线y=mx+n是曲线y=F(x)=mx-nsinx的“上夹线”.(14分)

解析分析:(Ⅰ)由f(x)=1-2cosx=1得cosx=0,从而找出直线l与曲线S的两个切点,从而说明直线l与曲线S相切且至少有两个切点,然后根据对任意x∈R,g(x)-F(x)≥0,满足“上夹线”的定义,从而得到结论;(Ⅱ)推测:y=mx-nsinx(n>0)的“上夹线”的方程为y=mx+n,然后①先检验直线y=mx+n与曲线y=mx-nsinx相切,且至少有两个切点,②检验g(x)≥F(x)是否成立,从而得到结论.

点评:本题主要考查了函数恒成立问题,以及利用导数研究切线等有关知识,同时考查了转化与划归的思想,属于中档题.

设直线l:y=g(x) 曲线S:y=F(x).若直线l与曲线S同时满足下列两个条件:①直线l与曲线S相切且至少有两个切点;②对任意x∈R都有g(x)≥F(x).则称直

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