已知a>0,f(x)=ax2-2x+1+ln(x+1),l是曲線y=f(x)在點P(0,f(0))處的切線.
(1)求切線l的方程;
(2)若切線l與曲線y=f(x)有且只有一個公共點,求a的值.
【答案】
分析:(1)根據(jù)導數(shù)的幾何意義求出函數(shù)f(x)在x=0處的導數(shù),從而求出切線的斜率,再用點斜式寫出切線方程,化成斜截式即可.
(2)將切線l與曲線y=f(x)有且只有一個公共點等價于方程ax
2-2x+1+ln(x+1)=-x+1即ax
2-x+ln(x+1)=0有且只有一個實數(shù)解.
令h(x)=ax
2-x+ln(x+1),求出h'(x),然后討論a與
的大小,研究函數(shù)的單調性,求出滿足使方程h(x)=0有一解x=0的a的取值范圍即可.
解答:解:(1)∵f(x)=ax
2-2x+1+ln(x+1)∴f(0)=1
∴f'(x)=
∴f′(0)=-1
切點p(0,1),切線l的斜率為-1∴切線l的方程:y=-x+1;
(2)切線l與曲線y=f(x)有且只有一個公共點等價于方程
ax
2-2x+1+ln(x+1)=-x+1即ax
2-x+ln(x+1)=0有且只有一個實數(shù)解.
令h(x)=ax
2-x+ln(x+1),∵h(0)=0
∴方程h(x)=0有一解x=0
h'(x)=2ax-1+
①若a=
,則h'(x)=
≥0(x>-1),
∴h(x)在(-1,+∞)上單調遞增,
∴x=0是方程h(x)=0的唯一解;
②若0<a<
,則h′(x)=0兩根x
1=0,x
2=
-1>0
∴
<h(0)=0,而
∴方程h(x)=0在
上還有一解,則h(x)=0解不唯一;
③若a>
,則h′(x)=0兩根x
1=0,x
2=
-1∈(-1,0)
同理可得方程h(x)=0在
上還有一解,
則h(x)=0解不唯一
綜上,當切線l與曲線y=f(x)有且只有一個公共點時,a=
.
點評:本題主要考查了利用導數(shù)研究曲線上某點切線方程,以及利用導數(shù)研究函數(shù)的單調性,同時考查了轉化與劃歸的思想,以及計算能力,屬于中檔題,綜合題.