4.函数的拐点问题
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七年级下册数学拐点问题(一)七年级下册数学拐点问题简介本文将针对七年级下册数学中的拐点问题进行探讨和解释。
拐点是函数图像上的特殊点,也是函数曲线转向的地方。
了解拐点的概念和性质对于理解函数的变化趋势和图像形状非常重要。
相关问题1. 什么是拐点?•解释:拐点是函数图像上的特殊点,表示函数曲线在该点处的曲率发生变化。
在拐点上,函数的斜率由增加变为减小或由减小变为增加。
•举例:当函数图像从凹向上凹向下时,存在拐点。
2. 如何判断一个点是否为拐点?•解释:要判断一个点是否为拐点,需要通过二阶导数来确定。
•公式:拐点的判断条件为f’‘(x)=0且存在f’’’(x)。
3. 拐点的性质有哪些?•解释:拐点具有以下性质:–拐点的存在性:函数一定存在拐点,当且仅当函数图像由凹变凸或由凸变凹。
–拐点的个数:函数图像可能存在多个拐点,也可能没有拐点。
–拐点的位置:拐点通常位于函数图像的曲线变化最为剧烈的地方。
–拐点的切线:拐点处的切线方程在该点处为水平。
4. 如何找到拐点?•解释:要找到函数的拐点,需要进行以下步骤:–求函数的二阶导数f’’(x)。
–令f’’(x)=0,解方程求得拐点的横坐标。
–将拐点的横坐标代入原函数,求得拐点的纵坐标。
5. 如何利用拐点解决问题?•解释:利用拐点可以帮助我们更好地理解函数的变化趋势和图像形状,从而解决相关问题。
•举例:通过分析拐点的位置和性质,可以判断函数的增减性、极值点和凹凸区间等。
6. 拐点问题的应用场景有哪些?•解释:拐点问题在实际生活中有着广泛的应用,例如:–经济学中,用于分析市场需求和供应曲线的变化趋势。
–物理学中,用于研究物体运动的加速度变化和变速过程。
–工程学中,用于设计曲线道路和光学元件的形状。
总结通过本文的介绍,我们了解了七年级下册数学中的拐点问题。
拐点是函数图像上的特殊点,表示曲线的曲率变化。
了解拐点的概念和性质可以帮助我们更好地理解函数的变化趋势和图像形状。
同时,拐点问题在实际生活中有着广泛的应用。
拐点问题方法总结1. 引言拐点问题在数学和物理学中起到了重要的作用。
它用于描述函数在特定点处由上升变为下降(或由下降变为上升)的变化趋势。
拐点问题的解决可以帮助我们更好地理解函数的性质和变化规律。
本文将总结一些解决拐点问题的方法和技巧。
2. 寻找函数的拐点寻找函数的拐点可以通过以下步骤进行:步骤 1:求函数的二阶导数首先,我们需要求出函数的二阶导数。
二阶导数表示函数的斜率的变化率,它可以帮助我们确定函数的曲线是否存在拐点。
步骤 2:求函数的导数为零的点接下来,我们需要找到函数的导数为零的点,即函数的驻点。
驻点是函数曲线上的点,对应着函数的极值或拐点。
步骤 3:判断函数的拐点最后,我们可以利用二阶导数的正负性来判断函数的拐点。
当二阶导数在某个点上由正变为负或由负变为正时,该点就是函数的拐点。
3. 示例让我们通过一个简单的例子来说明寻找函数的拐点的方法。
假设我们有一个函数 f(x) = x^3 - 4x^2 + 5x - 2。
我们可以按照以下步骤来找到函数的拐点:步骤 1:求函数的二阶导数首先,我们需要求出函数 f(x) 的二阶导数。
对 f(x) 进行求导,得到f’’(x) = 6x - 8。
步骤 2:求函数的导数为零的点接下来,我们需要找到函数 f(x) 的导数为零的点,即求解方程f’(x) = 0。
对 f(x) 进行求导,得到f’(x) = 3x^2 - 8x + 5。
解方程f’(x) = 0,我们可以得到 x = 1,x =5/3。
步骤 3:判断函数的拐点最后,我们使用二阶导数的正负性来判断函数的拐点。
将 x = 1 和 x = 5/3 分别代入二阶导数f’‘(x) = 6x - 8,我们可以得到f’‘(1) = -2 和f’’(5/3) = 2/3。
根据二阶导数的正负性,我们可以得出结论:函数 f(x) 在 x = 1 处由下降变为上升,是一个拐点;而在 x = 5/3 处由上升变为下降,也是一个拐点。
拐点问题结论总结概述拐点问题,也称为驻点、拐点、转折点等,是函数图像上的一个特殊点,其处的导数或二阶导数发生变化。
研究函数的拐点可以帮助我们了解函数图像的形状和性质,从而对函数做出更准确的描述和预测。
本文将对拐点问题进行总结和解释。
拐点定义和性质拐点是函数图像上导数或二阶导数发生变化的点。
具体地说,如果一个函数的导数在某个点之前是递增的,而在该点之后是递减的,那么该点就是一个拐点。
同样地,如果一个函数的二阶导数在某个点之前是递增的,而在该点之后是递减的,那么该点也是一个拐点。
拐点的性质如下:1.拐点处的函数可导,但并不一定连续可导。
2.拐点处的导数为零,但不意味着该点是极值点。
3.拐点可以导致函数图像从凹向上凸,或从凸向下凹。
4.拐点可以存在于函数的内部,也可以是函数的极值点。
拐点的判断方法判断一个函数是否存在拐点主要有以下几种方法:1.利用导数的增减性来判断。
如果函数的导数在某个点之前是递增的,而在该点之后是递减的,那么该点就是一个拐点。
2.利用二阶导数的正负性来判断。
如果函数的二阶导数在某个点是正的,而在该点之后是负的,那么该点就是一个拐点。
3.利用函数图像的形状来判断。
如果函数的图像在某个点附近从凹向上凸,或从凸向下凹,那么该点有可能是一个拐点。
拐点问题的应用研究拐点问题可以有助于我们解决以下问题:1.函数的极值点问题。
拐点可以作为函数的极值点的一个候选。
2.函数图像的形状和性质。
了解函数的拐点可以帮助我们确定函数图像的凹凸性和转折点的位置。
3.函数的最优解问题。
拐点是函数曲线在某一方向上由凹转凸或由凸转凹的转折点,有时可以用来确定函数的最优解。
拐点问题的解决方法解决拐点问题的方法主要有以下几种:1.作出函数的导数图像。
通过观察导数的图像,可以判断函数是否存在拐点。
2.求导数的导数。
通过计算函数的二阶导数,可以直接判断函数的拐点。
3.求导数的关键点。
通过求导数为零的点,可以找到可能的拐点,然后使用其他方法来确认。
拐点问题的公式
拐点,又称反曲点,在数学上指改变曲线向上或向下方向的点,直观地说拐点是使切线穿越曲线的点(即连续曲线的凹弧与凸弧的分界点)。
若函数y=f(x)在c点可导,且在点c一侧是凸,另一侧是凹,则称c是函数
y=f(x)的拐点。
我们可以按下列步骤来判断区间I上的连续曲线y=f(x)的拐点:
(1)求f''(x);
(2)令f''(x)=0,解出此方程在区间I内的实根,并求出在区间I内f''(x)不
存在的点;
(3)对于(2)中求出的每一个实根或二阶导数不存在的点x0,检查f''(x)在x0左右两侧邻近的符号,那么当两侧的符号相反时,点(x0,f(x0))是拐点,当两侧的符号相同时,点(x0,f(x0))不是拐点。
1、拐点:二阶导数为零,且三阶导不为零;拐点,又称反曲点,在数学上指改变曲线向上或向下方向的点,直观地说拐点是使切线穿越曲线的点(即连续曲线的凹弧与凸弧的分界点)。
若该曲线图形的函数在拐点有二阶导数,则二阶导数在拐点处异号(由正变负或由负变正)或不存在。
2、驻点:一阶导数为零。
驻点又称为平稳点、稳定点或临界点是函数的一阶导数为零,即在“这一点”,函数的输出值停止增加或减少。
对于一维函数的图像,驻点的切线平行于x轴。
对于二维函数的图像,驻点的切平面平行于xy平面。
3、在驻点处的单调性可能改变,在拐点处单调性也可能发生改变,但凹凸性肯
定改变。
拐点问题类型总结引言在数学和数据分析领域,拐点问题是指一个函数在某个点或区间内的导数或变化率发生突然变化的现象。
拐点问题具有重要的理论和实际应用价值,在经济学、统计学、金融学等领域经常会遇到。
本文将对拐点问题的常见类型进行总结,并介绍相应的解决方法。
1. 单个拐点问题单个拐点问题是指函数曲线上在某一点处出现导数发生突变的情况。
常见的解决方法有:1.1 导数法通过计算函数在拐点处的导数,判断导数的正负变化情况,即可确定拐点的位置。
具体步骤如下: 1. 对函数进行求导,得到导函数; 2. 找出导函数的零点,即找出导数为0的点; 3. 判断导函数在零点的两侧的正负变化情况,如果导函数在零点两侧的正负变化方向不同,则该点为拐点。
1.2 二阶导数法通过计算函数的二阶导数,判断二阶导数的正负变化情况,即可确定拐点的位置。
具体步骤如下: 1. 对函数进行两次求导,得到二阶导函数; 2. 找出二阶导函数的零点,即找出二阶导数为0的点; 3. 判断二阶导函数在零点的两侧的正负变化情况,如果二阶导函数在零点两侧的正负变化方向不同,则该点为拐点。
2. 多个拐点问题多个拐点问题是指函数曲线上出现多个导数发生突变的情况。
常见的解决方法有:2.1 导数符号表法通过绘制导数的符号表,即将函数的区间划分为若干段,然后针对每个区间计算导数的正负值,通过分析导数的符号变化情况,确定拐点的位置。
2.2 二阶导数符号表法通过绘制二阶导数的符号表,即将函数的区间划分为若干段,然后针对每个区间计算二阶导数的正负值,通过分析二阶导数的符号变化情况,确定拐点的位置。
2.3 零点法结合符号法通过计算函数及其导数的零点,并结合导数的符号变化情况,确定拐点的位置。
3. 拐点问题的实际应用举例拐点问题在实际应用中具有广泛的应用价值。
以下为几个实际问题的案例:3.1 股票价格的拐点分析通过分析股票价格曲线的拐点,可以判断股票市场的变化趋势。
当股票价格曲线出现拐点时,意味着市场情况发生了较大的变化,投资者可以根据拐点来调整投资策略。
函数的凹凸性与拐点的判定在微积分中,函数的凹凸性与拐点是非常重要的概念。
凹凸性描述了函数曲线的弯曲情况,而拐点则表示曲线的方向发生改变的点。
凹凸性和拐点的判定对于函数的研究和应用具有重要作用。
本文将介绍函数凹凸性和拐点的概念,并讨论如何判定和应用。
一、函数的凹凸性函数的凹凸性是指函数曲线的弯曲情况。
我们可以通过函数的二阶导数来判断函数的凹凸性。
1. 定义设函数f(x)在区间I上具有二阶导数,如果对于任意x1和x2∈I,有f''(x)>0,则函数f(x)在区间I上是凹函数;如果对于任意x1和x2∈I,有f''(x)<0,则函数f(x)在区间I上是凸函数。
2. 凹凸点根据函数的凹凸性质,我们可以定义凹凸点。
若对于函数f(x)的定义域I上的某一点x0,存在一个区间(x0-δ,x0+δ),在该区间内f(x)是凹函数,那么称点(x0,f(x0))是函数f(x)的一个凹点;若在区间(x0-δ,x0+δ)内f(x)是凸函数,则称点(x0,f(x0))是函数f(x)的一个凸点。
二、拐点的判定拐点表示函数曲线的方向发生改变的点。
我们可以通过函数的二阶导数来判断拐点。
1. 定义设函数f(x)在区间I上具有二阶导数。
如果在某一点x0∈I处,f''(x0)=0,并且f''(x0-)和f''(x0+)的符号相反,则称点(x0,f(x0))是函数f(x)的一个拐点。
2. 拐点的性质拐点具有以下性质:- 在拐点处,函数的凹凸性发生改变,由凸转为凹或由凹转为凸。
- 拐点不一定存在,只有当函数曲线的凹凸性发生改变时,才会有拐点。
- 如果函数曲线有k个拐点,那么至多有k+1个不同的凹凸区间。
三、判定和应用判定函数的凹凸性和拐点的方法可以通过以下步骤进行。
1. 求导数首先,求出函数f(x)的一阶和二阶导数f'(x)和f''(x)。
导数中拐点偏移导数中拐点偏移导数是微积分中的一个重要概念,它表示函数在某一点的变化率。
在函数图像上,导数为零的点被称为拐点,这些点是函数图像发生弯曲的位置。
但是,在某些情况下,拐点并不完全对应导数为零的点,而是发生了偏移。
本文将介绍导数中拐点偏移的原因、影响和解决方法。
一、什么是拐点?在函数图像上,如果有一个位置使得函数曲线向左弯曲变成向右弯曲或者反过来,那么这个位置就被称为拐点。
拐点可以用导数来刻画。
当函数在某一点处存在导数时,则该函数在该点处连续;当导数存在且大于零时,则该函数单调递增;当导数存在且小于零时,则该函数单调递减;当导数存在且等于零时,则该函数可能存在极值或者拐点。
二、什么是偏移?如果一个函数图像上有多个连续的部分呈现出相同的凸凹性质(比如都是向上凸),但它们之间有一个突然转折使得后面部分呈现出与前面不同的凸凹性质(比如向下凸),那么这个转折点就被称为偏移点。
偏移点是导数为零的点发生偏移的结果。
三、什么情况下会出现拐点偏移?拐点偏移通常发生在以下两种情况下:1. 函数不光滑如果函数在某一点处不光滑,即该点处不可导或者导数不存在,那么它的图像可能出现断裂,从而导致拐点偏移。
例如,函数f(x) = |x|在x=0处不可导,它的图像在x=0处出现了断裂,从而使得原本应该在x=0处出现的拐点被偏移到了左右两侧。
2. 函数有多个极值如果函数有多个极值,则其图像可能呈现出多个连续部分具有相同的凸凹性质,并且这些部分之间可能存在突然转折。
这种情况下也会出现拐点偏移。
例如,函数f(x) = x^3在x=0处有一个极小值和一个极大值,在该点处应该存在一个拐点。
但由于函数图像在x=0附近呈现出“S”形状,所以实际上拐点被偏移到了左右两侧。
四、拐点偏移的影响拐点偏移会导致函数图像出现不连续的现象,从而影响函数的可视化效果和分析结果。
例如,在某些情况下,拐点偏移可能导致误判函数的凸凹性质或者极值位置,从而给实际问题的分析带来困难。
七年级下册数学拐点问题在七年级下册数学的学习中,拐点问题无疑是一个重要的知识点。
它涉及到函数的变化趋势,是解决许多实际问题的关键。
本文将通过实例,深入探讨拐点问题的概念、特征和应用。
一、拐点问题的概念拐点,在数学中是指函数图像上的一个转折点,在此点函数值失去增减性,即由单调性发生改变。
在七年级下册数学中,拐点问题主要涉及一次函数、二次函数等常见函数的拐点。
二、拐点的特征拐点的存在往往标志着函数由单调性转变为另一种趋势,因此拐点具有以下特征:1. 二阶导数:在拐点处一阶导数发生变化,而二阶导数在该点两侧的符号相反。
这是判断拐点的重要依据。
2. 函数图象:拐点处的切线与函数图象相交,形成图象的转折。
三、拐点的应用拐点问题在生活中的应用非常广泛,例如工程设计、经济预测等领域。
以下列举几个实例:1. 速度变化:在运动学中,速度的变化往往遵循一次函数或二次函数,拐点处常常是速度发生改变的时刻。
2. 投资收益:在经济学中,投资收益函数通常用二次函数表示,拐点处表示收益变化的转折点。
3. 工程设计:在机械设计中,拐点的存在可以指导我们选择合适的材料和设计,以达到最佳的性能。
四、如何求解拐点问题求解拐点问题需要掌握一次函数、二次函数的性质和导数概念。
具体步骤如下:1. 确定函数类型:根据函数表达式,判断是初等函数还是其他类型。
2. 求导数:在拐点处求导数的值,根据导数符号可以判断函数的单调性。
3. 验证:将拐点的二阶导数值与前后的符号进行比较,以验证拐点的正确性。
五、总结通过以上分析,我们可以看到拐点问题在七年级下册数学中的重要性和实用性。
掌握拐点的概念、特征和求解方法,不仅有助于我们理解函数的变化趋势,还能解决许多实际问题。
在学习过程中,我们要注重理解概念,掌握基本方法,并不断通过练习巩固知识。
最后,我们要认识到,虽然拐点问题在七年级下册数学中占据重要地位,但它是整个数学体系中的一部分。
微分学中函数的凹凸性与拐点微分学是数学中一个重要的分支,通过研究函数的变化率和曲线的特征,可以帮助我们更好地理解数学和物理问题。
其中,函数的凹凸性和拐点是微分学中的两个重要概念,它们可以帮助我们分析函数的性质和图像的特点。
一、函数的凹凸性函数的凹凸性表示的是函数曲线的弯曲程度。
具体来说,若函数$y=f(x)$在区间$I$上连续且在$I$上有可导的二阶导数,则函数$f(x)$在该区间的凹凸性可通过二阶导数的正负性进行判断。
1. 凹函数与凸函数函数$f(x)$在区间$I$上是凹函数,当且仅当对于区间$I$上的任意两个不同的实数$x_1,x_2$以及介于它们之间的任意实数$t \in (0,1)$,有以下不等式成立:$$f(tx_1 + (1-t)x_2) \ge tf(x_1) + (1-t)f(x_2)$$即曲线的下方比直线连接处更低。
而函数$f(x)$在区间$I$上是凸函数,则是指对于区间$I$上的任意两个不同的实数$x_1,x_2$以及介于它们之间的任意实数$t \in (0,1)$,有以下不等式成立:$$f(tx_1 + (1-t)x_2) \le tf(x_1) + (1-t)f(x_2)$$即曲线的下方比直线连接处更高。
2. 判定凹凸性的方法通过计算函数的二阶导数可以判断函数的凹凸性。
若函数$f(x)$在区间$I$上连续并且两阶可导,且对于区间$I$上任意$x$,有$f''(x)>0$,则函数$f(x)$在区间$I$上是凹的;若对于区间$I$上任意$x$,有$f''(x)<0$,则函数$f(x)$在区间$I$上是凸的。
二、函数的拐点函数的拐点是指函数曲线由凸转为凹,或由凹转为凸的点。
具体来说,若函数$y=f(x)$在区间$I$上连续且在$I$上有可导的二阶导数,则函数$f(x)$在该区间的拐点可以通过二阶导数的变号来判断。
1. 判定拐点的方法通过计算函数的二阶导数的符号变化可以判断函数的拐点。
求解函数的拐点函数的拐点是指函数图像从凸向上转变为凹向上(或从凹向上转变为凸向上)的点。
在数学中,拐点的存在和性质有广泛的研究和应用。
求解函数的拐点是一种常见的数学问题,它在微积分和优化问题中都有重要的应用。
对于一个给定的函数,我们可以通过求解函数的二阶导数来确定其拐点的位置和性质。
简单地说,一个函数的拐点出现在其二阶导数等于零的点。
具体来说,我们可以按照以下步骤求解函数的拐点:1.给定函数f(x),计算它的一阶导数f'(x)和二阶导数f''(x)。
2.解方程f''(x) = 0,得到所有可能的拐点的x坐标。
3.对每一个可能的拐点x,计算f''(x)的符号。
a.如果f''(x) > 0,那么x是一个凹向上的拐点。
b.如果f''(x) < 0,那么x是一个凸向上的拐点。
4.将这些拐点和它们的性质作为求解结果输出。
然而,对于复杂的函数,求解拐点可能会变得困难。
在实际应用中,我们可以使用数值计算和图形分析的方法来辅助求解。
下面是一些常见的情况和方法:1.多次求导法:对于简单的函数,我们可以通过多次求导来求解拐点。
对于一次可导的函数,如果二阶导数f''(x)的符号在某个区间内发生改变,那么该区间内的某个点就是一个拐点。
2.图形分析法:对于复杂的函数图像,我们可以通过观察函数图像的凹凸性来确定拐点的位置。
如果函数图像在某个点上出现凹凸性的转变,那么该点就是一个拐点。
3.数值计算法:对于无法解析求导的函数,我们可以通过数值计算的方法来求解拐点。
例如,使用数值微分方法来近似计算函数的导数,然后根据导数的变化情况来确定拐点。
总之,求解函数的拐点是一项重要的数学问题,它在微积分和优化问题中都有广泛的应用。
通过求解函数的二阶导数、图形分析和数值计算等方法,我们可以有效地确定函数的拐点的位置和性质。
在实际应用中,我们可以根据具体的问题和函数特点选择合适的方法来求解拐点,从而得到准确的结果。
4.函数的拐点问题
1.若关于x 的不等式(x -1)(x 2-bx -2)≥0对一切x ∈(0,+∞)成立,则实数a 的取值集合为{-1}_______. 解法一:当x =1时,b ∈R ;
当x >1时,x 2-bx -2≥0,即b ≤x -2x
. 因为函数f (x )=x -2x
在(0,+∞)上是单调增函数,所以, 当x >1时,b ≤f (1)=-1;
当0<x <1时,x 2-bx -2≤0,即b ≥x -2x
,所以,b ≥f (1)=-1; 综上,b =-1.
解法二:函数y =x -1与函数y =x 2-bx -2图象在第一象限的部分横坐标相同的点始终在x 轴的同侧, 所以函数y =x 2-bx -2的图象经过函数y =x -1图象与x 轴的交点(1,0),
所以1-b -2=0,解得b =-1.
此时,原不等式为(x -1)(x 2+x -2)≥0,即(x -1)2(x +2)≥0,
满足对一切x ∈(0,+∞)成立.
所以 b =-1.
解法三:当x =1时,b ∈R ;
当x >0,且x ≠1时,不等式(x -1)(x 2-bx -2)≥0,即(x -1)( x -2x
-b )≥0. 所以,函数y =x -1与y =x -2x
-b 的图象在第一象限的部分横坐标相同的点始终在x 由1-2-b =0,得b =-1.
综上,b =-1.
解法四:因为函数x 2-bx -2的判别式△=b 2+8>0,所以存在x 1,x 2∈R (其中x 1<x 2),使得
x 2-bx -2=(x -x 1)(x -x 2).
若x 1,x 2都不为1,则(x -1)(x -x 1)(x -x 2)在x =1的两侧函数值异号,不满足条件,
所以x 1,x 2中有一个为1,所以b =-1.
此时(x -1)(x 2-bx -2)=(x -1)2(x +2)≥0,满足条件.
2.如果关于x 的不等式(a |x |-1)(x 2-a |x |-2)≥0对一切的x ∈R 成立,那么实数a 的取值集合为{33
}_______. 解法一:显然a >0.
当|x |≥1a 时,a ≤|x |-2|x |恒成立,即a ≤1a -2a ,得0<a ≤33
; 当|x |≤1a 时,a ≥|x |-2|x |恒成立,即a ≥1a -2a ,得a ≥33
. 综上,a =33
. 解法二:函数y =1与函数y =x 2-2图象在函数y =a |x |图象的同侧,即函数y =a |x |1
与y =x 2-2图象的交点.x 2-2=1,得x =±3,所以a =33
. 解法三:当|x |=0时,a ∈R ;
当|x |≠0时,(a -1|x |)(a -|x |+2|x |
)≤0. 令t =|x |,即函数y =1t 与y =t -2t
的图象在第一象限的部分横坐标相同的点始终在直线y =a 的同侧. 由1t =t -2t ,得t =3,故a =33
.
3.设函数f (x )=12
m (x -1)2-2x +3+ln x ,m >0.在平面直角坐标系xOy 中,若曲线y =f (x )在点P (1,1)处的切线l 与该曲线有且只有一个公共点,求m 的值.
解 由f (x )=12m (x -1)2-2x +3+ln x ,得f'(x )=mx -m -2+1x
,x >0,所以f'(1)=-1,
所以曲线y =f (x )在点P (1,1)处的切线l 的方程为y =-x +2.…………………… 6分
曲线y =f (x )在点P (1,1)处的切线l 与该曲线有且只有一个公共点,即关于x 的方程f (x )=-x +2有且
仅有唯一解,即关于x 的方程12
m (x -1)2-x +1+ln x =0有且仅有唯一解. 令g (x )=12
m (x -1)2-x +1+ln x ,则 g'(x )=m (x -1)-1+1x =mx 2-(m +1)x +1x =(x -1)(mx -1)x
,x >0. …………… 8分 因为m >0,所以,当x =1或1m
时,g'(x )=0. ①若0<m <1,则
当0<x <1或x >1m 时,g'(x )>0;当1<x <1m
时,g'(x )<0, 所以函数g (x )在区间(0,1]和[1m ,+∞)上为增函数,在区间[1,1m
]上为减函数. 因为g (1)=0,所以g (1m
)<0. 又当x >1+2m 时,12m (x -1)2-x +1=12
(x -1)[m (x -1)-2]>0,ln x >0,从而g (x )>0,所以曲线y =g (x )与x 轴有两个公共点,不满足题意.
②若m =1,则g'(x )≥0,当且仅当x =1时,g'(x )=0,所以g (x )在区间(0,+∞)上为增函数,且g (1)=0,满足题意.
③若m >1,则
当0<x <1m 或x >1时,g'(x )>0;当1m
<x <1时,g'(x )<0, 所以函数g (x )在区间(0,1m ]和[1,+∞)上均为增函数,在区间[1m
,1]上为减函数. 因为g (1)=0,所以g (1m
)>0. 又当0<x <min{1m ,e -12m -1}时,12m (x -1)2-x +1<12m (x -1)2+1<1+12m ,且ln x <-12
m -1,从而g (x )<0,所以曲线y =g (x )与x 轴有两个公共点,不满足题意.
综上,实数m 的值为m =1.
4.定义:对于定义在集合D 上的函数y =f (x ),设其在在平面直角坐标系xOy 中的图象在x =x 0处的切线
方程为l :y =g (x ),当x ∈D ,且x ≠x 0 时,若f (x )-g (x )x -x 0
<0恒成立,则称x 0为函数y =f (x )的“拐点”. 设函数f (x )=-14x 2+34
x -2ln x ,试问函数y =f (x )是否存在“拐点”?若存在,请求出 “拐点”;若不存在,说明理由.
解 由f (x )=-14x 2+34x -2ln x ,得f'(x )=-12x +34-2x
,x >0. 设函数y =f (x )存在“拐点”x 0,则x 0>0.
因为f'(x 0)=-12x 0+34-2x 0,f (x 0)=-14x 2
0+34
x 0-2ln x 0,所以,函数y =f (x )图象在点x =x 0处的切线方程为
y =(-12x 0+34-2x 0)(x -x 0)-14x 20+34x 0
-2ln x 0,x 0>0. 令g (x )=(-12x 0+34-2x 0)(x -x 0)-14x 02+34
x 0-2ln x 0,x 0>0, F (x )=f (x )-g (x ),x >0,
则 F (x 0)=0,且
F'(x )=f'(x )-g'(x )=-12x +34-2x -(-12x 0+34-2x 0)=-12(x -x 0)-(2x -2x 0)=-12x (x -x 0)(x -4x 0
). 若0<x 0<2,则4x 0>x 0,所以函数F (x )在区间[x 0,4x 0
]上单调递增, 从而,在区间(x 0,4x 0]上,有F (x )>F (x 0)=0,所以F (x )x -x 0
>0. 因此,函数y =f (x )在区间(0,2)和上不存在“拐点”;
若x 0>2,则0<4x 0<x 0,所以函数F (x )在区间[4x 0
,x 0]上单调递增, 从而,在区间[4x 0,x 0)上,有F (x )<F (x 0)=0,所以F (x )x -x 0
>0. 因此,函数y =f (x )在区间(2,+∞)上不存在“拐点”.………………13分
若x 0=2,则F'(x )=-(x -2)2
2x
≤0,所以函数F (x )在区间(0,+∞)上单调递减. 所以,当x >2时,F (x )<F (2)=0,从而F (x )x -2<0;当0<x <2时,F (x )>F (2)=0,从而F (x )x -2
<0. 因此,x =2为函数y =f (x )的“拐点”.
综上,函数y =f (x )存在存在唯一的“拐点”2.。