已知函数f(x)=ax-
-3ln x,其中a为常数.
(1)当函数f(x)图象在点
处的切线的斜率为1时,求函数f(x)在
上的最小值;
(2)若函数f(x)在区间(0,+∞)上既有极大值又有极小值,求a的取值范围;
(3)在(1)的条件下,过点P(1,-4)作函数F(x)=x2[f(x)+3ln x-3]图象的切线,试问这样的切线有几条?并求出这些切线方程.
已知函数f(x)=ax-
-3ln x,其中a为常数.
(1)当函数f(x)图象在点
处的切线的斜率为1时,求函数f(x)在
上的最小值;
(2)若函数f(x)在区间(0,+∞)上既有极大值又有极小值,求a的取值范围;
(3)在(1)的条件下,过点P(1,-4)作函数F(x)=x2[f(x)+3ln x-3]图象的切线,试问这样的切线有几条?并求出这些切线方程.
解:(1)由题可知f′(x)=a+
,f ′
=1,解得a=1.
故f(x)=x-
-3ln x,∴f ′(x)=
,
由f ′(x)=0,得x=2.
于是可得下表:
| x |
|
| 2 | (2,3) | 3 |
| f ′(x) |
| - | 0 | + | |
| f(x) |
| ↘ | 1-3ln 2 | ↗ |
于是可得:f(x)min=f(2)=1-3ln 2.
(2)∵f ′(x)=
(x>0)
由题可得方程ax2-3x+2=0有两个不等的正实根,不妨设这两个根为x1、x2,并令h(x)=ax2-3x+2
则
解得0<a<
.
(3)由(1)知f(x)=x-
-3ln x,故F(x)=x3-3x2-2x(x>0),F′(x)=3x2-6x-2(x>0)
设切点为T(x0,y0),由于点P在函数F(x)的图象上,
①当切点T不与点P(1,-4)重合,即当x0≠1时,
由于切线过点P(1,-4),则
=3x
-6x0-2
所以x
-3x
-2x0+4=(x0-1)(3x
-6x0-2),
化简得x
-3x
+3x0-1=0,
即(x0-1)3=0,解得x0=1(舍去).
②当切点T与点P(1,-4)重合,即x0=1时,
则切线的斜率k=F′(1)=-5,于是切线方程为5x+y-1=0.
综上所述,满足条件的切线只有一条,其方程为5x+y-1=0.