考點:利用導數研究曲線上某點切線方程,利用導數求閉區間上函數的最值
專題:分類討論,導數的概念及應用,導數的綜合應用,不等式的解法及應用
分析:(1)求出函數f(x)的導數,由切線方程可得切線的斜率和切點,解方程可得a,b的值;
(2)求出f(x)的解析式,由g(x)≤mf(x)得2lnx≤m(x-
),即2lnx-m(x-
)≤0,令ϕ(x)=2lnx-m(x-
),對m討論,①當m=0時,②當m≤-1時,③當-1<m<0時,④當0<m<1時,⑤當m≥1時,討論函數的單調性,即可判斷;
(3)對任意的k>1,ϕ(k)=2lnk-m(k-
),由(2)知,當m=1時,ϕ(k)=2lnk-k+
<0恒成立,以及由(2)④知當0<m<1時,得到的結論,取k=
,代入計算即可得到所求近似值.
解答:
解:(1)f(x)=ax+
,f′(x)=a-
,
由于f(x)在點(1,f(1))處的切線方程為2x-y-2=0,
則f′(1)=2,f(1)=0即a-b=2,a+b=0,
解得a=1,b=-1;
(2)f(x)=x-
,
由g(x)≤mf(x)得2lnx≤m(x-
),
即2lnx-m(x-
)≤0,
令ϕ(x)=2lnx-m(x-
)則ϕ′(x)=
-m(1+
)=
,
①當m=0時,ϕ′(x)=
>0恒成立,
即有ϕ(x)在(1,+∞)上單調遞增,則ϕ(x)>ϕ(1)=0,
這與ϕ(x)≤0矛盾,不合題意;
若m≠0,令△=4-4m
2=4(1+m)(1-m),
②當m≤-1時,△≤0恒成立且-m>0
即有-mx
2+2x-m≥0恒成立,即ϕ′(x)≥0恒成立
即ϕ(x)在(1,+∞)上單調遞增,
即有ϕ(x)>ϕ(1)=0,這與ϕ(x)≤0矛盾,不合題意;
③當-1<m<0時,△>0,方程-mx
2+2x-m=0有兩個不等實根x
1,x
2(不妨設x
1<x
2),
由韋達定理得x
1•x
2=1>0,x
1+x
2=
<0,
即x
1<x
2<0,則當x≥1時,-mx
2+2x-m≥0恒成立,
即ϕ′(x)>0恒成立,即有ϕ(x)在(1,+∞)上單調遞增,
則ϕ(x)>ϕ(1)=0,這與ϕ(x)≤0矛盾,不合題意;
④當0<m<1時,△>0,方程-mx
2+2x-m=0有兩個不等實根x
1,x
2(不妨設x
1<x
2),
0<x
1=
<1,x
2=
>1即有0<x
1<1<x
2,
即有ϕ(x)在(1,x
2)單調遞增,當x∈(1,x
2)時,ϕ′(x)>0,
即有ϕ(x)在(1,+∞)上單調遞增,即有ϕ(x)>ϕ(1)=0,這與ϕ(x)≤0矛盾,不合題意;
⑤當m≥1時,△≤0且-m<0,則ϕ′(x)≤0恒成立,
即有ϕ(x)在[1,+∞)上單調遞減,ϕ(x)≤ϕ(1)=0,合題意.
綜上所述,當m∈[1,+∞)時,g(x)≤mf(x)恒成立;
(3)對任意的k>1,ϕ(k)=2lnk-m(k-
),
由(2)知,當m=1時,ϕ(k)=2lnk-k+
<0恒成立,
即2lnk<k-
,
取k=
得ln
<
(
-
)≈0.289.
由(2)④知當0<m<1時,ϕ(x)在(1,
)上單調遞增,
ϕ(x)>ϕ(1)=0,
令x
1=
得:m=
,ϕ(x)=2lnx-m(x-
)>0
∴ϕ(k)=2lnk-m(k-
)=2lnk+
-1>0,即有lnk>
(1-
),
取k=
得:ln
>
≈0.286,
∴0.286<ln
<0.289,
取ln
=
×(0.286+0.289)=0.2875≈0.29,
∴ln
≈0.29.
點評:本題考查導數的運用:求切線方程和求單調區間,主要考查判斷函數的單調性和不等式的恒成立問題,具有一定的運算量,運用分類討論的思想方法和兩邊夾及取均值思想是解題的關鍵.