鄒云
高三總復(fù)習(xí)已進(jìn)行了一段時(shí)間.一天,我在做練習(xí)時(shí)遇到下題:
a>1,y=a2與其反函數(shù)的圖象( )
A. 沒有交點(diǎn) B.有且只一個(gè)交點(diǎn)
C.有且只有兩個(gè)交點(diǎn) D.至多有兩個(gè)交點(diǎn)
我思考:根據(jù)反函數(shù)的性質(zhì),若a>y,y=ax與其反函數(shù)的圖象有交點(diǎn),交點(diǎn)個(gè)數(shù)少于3個(gè),則a>1,y=ax的圖象與直線y=x必有交點(diǎn),且它們的交點(diǎn)相同.試著解方程ax=x,結(jié)果無從下手;又試著畫函數(shù)圖象,還是一籌莫展.請教老師,老師提示:取特殊值試試!于是我試著取a=2,y=2x, 的圖象全在直線y=x的上方,再取a=1.1,發(fā)現(xiàn)它們的圖象相交了!上題選(D)無疑.
高興之余,我的思考沒有止步.因a(a>1)取不同值時(shí),y=ax的圖象與直線y=x可以沒有交點(diǎn),也可以有兩個(gè)交點(diǎn),那么當(dāng)a取某個(gè)特殊值時(shí),y=ax的圖象與直線y=x必然只有一個(gè)交點(diǎn),這個(gè)值是多少呢?這個(gè)問題引起了我強(qiáng)烈的探究欲望.于是開始了下面的探究之旅.
1.y=ax(a>1)的圖象與直線y=x有且只有一個(gè)交點(diǎn),求a的值.
解 設(shè)y=ax(a>1)的圖象與直線y=x的唯一交點(diǎn)為A(t,at),
則y′|x=t=atlna,于是
atlna=1,
at=t.(1)
(2)
由(1)得:t=loga1lna,
代入(2)得:1lna=loga1lna,a=e1/e.
∴y=ax(a>1)的圖象與直線y=x,當(dāng)a=e1/e時(shí),有唯一交點(diǎn),當(dāng)1e1/e時(shí)沒有交點(diǎn).
2.我又想,把直線y=x改成拋物線y=x2情況又如何呢?于是又有了下面的問題:
y=ax(a>1)的圖象與拋物線y=x2在y軸的右邊有且只有一個(gè)交點(diǎn),求a的值.
分析 設(shè)y=ax(a>1)的圖象與拋物線y=x2在y軸的右邊的交點(diǎn)為A(t,at),有at=t2,但仿前用斜率無法再列出第二個(gè)方程.能否換一個(gè)思路呢?
解 當(dāng)x>0時(shí),ax=x2logax=x2,令f(x)=logax,g(x)=x2x.它們在y軸右邊應(yīng)當(dāng)有唯一交點(diǎn).設(shè)唯一交點(diǎn)為
A(t,at),則:
f ′(t)=1tlna=1n,
logat=1nt.(1)
(2)
由(1)得,t=2tlna代入(2)可得:loga2tlna, a=e2/e.
∴y=ax(a>1)的圖象與拋物線y=x2,當(dāng)a=e2/e時(shí),在y軸右邊有唯一交點(diǎn),當(dāng)1e2/e時(shí)在y軸右邊沒有交點(diǎn).
3.一般情況呢?猜想:當(dāng)a=en/e時(shí),y=ax(a>1)與冪函數(shù)y=xn(n∈N*)的圖象在y軸右邊有且只有一個(gè)交點(diǎn).
解 當(dāng)x>0時(shí),ax=xnlogax=
1nx,令f(x)=logax,g(x)=1nx,設(shè)它們在y軸右邊的唯一交點(diǎn)為A(t,at),則:
f ′(t)=1tlna=1n,
logat=1nt.(1)
(2)
由(1)得t=ntlna,
代入(2)可得:logantlna=1tlna, a=en/e.
∴y=ax(a>1)的圖象與拋物線y=xn,當(dāng)a=en/e時(shí),在y軸右邊有唯一交點(diǎn),當(dāng)1en/e時(shí)在y軸右邊沒有交點(diǎn).
綜上,y=ax(a>1)與冪函數(shù)y=xn(n∈N*)的圖象的交點(diǎn)情況如下:
n是奇數(shù)時(shí):(y軸左邊沒有交點(diǎn))
高三總復(fù)習(xí)已進(jìn)行了一段時(shí)間.一天,我在做練習(xí)時(shí)遇到下題:
a>1,y=a2與其反函數(shù)的圖象( )
A. 沒有交點(diǎn) B.有且只一個(gè)交點(diǎn)
C.有且只有兩個(gè)交點(diǎn) D.至多有兩個(gè)交點(diǎn)
我思考:根據(jù)反函數(shù)的性質(zhì),若a>y,y=ax與其反函數(shù)的圖象有交點(diǎn),交點(diǎn)個(gè)數(shù)少于3個(gè),則a>1,y=ax的圖象與直線y=x必有交點(diǎn),且它們的交點(diǎn)相同.試著解方程ax=x,結(jié)果無從下手;又試著畫函數(shù)圖象,還是一籌莫展.請教老師,老師提示:取特殊值試試!于是我試著取a=2,y=2x, 的圖象全在直線y=x的上方,再取a=1.1,發(fā)現(xiàn)它們的圖象相交了!上題選(D)無疑.
高興之余,我的思考沒有止步.因a(a>1)取不同值時(shí),y=ax的圖象與直線y=x可以沒有交點(diǎn),也可以有兩個(gè)交點(diǎn),那么當(dāng)a取某個(gè)特殊值時(shí),y=ax的圖象與直線y=x必然只有一個(gè)交點(diǎn),這個(gè)值是多少呢?這個(gè)問題引起了我強(qiáng)烈的探究欲望.于是開始了下面的探究之旅.
1.y=ax(a>1)的圖象與直線y=x有且只有一個(gè)交點(diǎn),求a的值.
解 設(shè)y=ax(a>1)的圖象與直線y=x的唯一交點(diǎn)為A(t,at),
則y′|x=t=atlna,于是
atlna=1,
at=t.(1)
(2)
由(1)得:t=loga1lna,
代入(2)得:1lna=loga1lna,a=e1/e.
∴y=ax(a>1)的圖象與直線y=x,當(dāng)a=e1/e時(shí),有唯一交點(diǎn),當(dāng)1e1/e時(shí)沒有交點(diǎn).
2.我又想,把直線y=x改成拋物線y=x2情況又如何呢?于是又有了下面的問題:
y=ax(a>1)的圖象與拋物線y=x2在y軸的右邊有且只有一個(gè)交點(diǎn),求a的值.
分析 設(shè)y=ax(a>1)的圖象與拋物線y=x2在y軸的右邊的交點(diǎn)為A(t,at),有at=t2,但仿前用斜率無法再列出第二個(gè)方程.能否換一個(gè)思路呢?
解 當(dāng)x>0時(shí),ax=x2logax=x2,令f(x)=logax,g(x)=x2x.它們在y軸右邊應(yīng)當(dāng)有唯一交點(diǎn).設(shè)唯一交點(diǎn)為
A(t,at),則:
f ′(t)=1tlna=1n,
logat=1nt.(1)
(2)
由(1)得,t=2tlna代入(2)可得:loga2tlna, a=e2/e.
∴y=ax(a>1)的圖象與拋物線y=x2,當(dāng)a=e2/e時(shí),在y軸右邊有唯一交點(diǎn),當(dāng)1e2/e時(shí)在y軸右邊沒有交點(diǎn).
3.一般情況呢?猜想:當(dāng)a=en/e時(shí),y=ax(a>1)與冪函數(shù)y=xn(n∈N*)的圖象在y軸右邊有且只有一個(gè)交點(diǎn).
解 當(dāng)x>0時(shí),ax=xnlogax=
1nx,令f(x)=logax,g(x)=1nx,設(shè)它們在y軸右邊的唯一交點(diǎn)為A(t,at),則:
f ′(t)=1tlna=1n,
logat=1nt.(1)
(2)
由(1)得t=ntlna,
代入(2)可得:logantlna=1tlna, a=en/e.
∴y=ax(a>1)的圖象與拋物線y=xn,當(dāng)a=en/e時(shí),在y軸右邊有唯一交點(diǎn),當(dāng)1en/e時(shí)在y軸右邊沒有交點(diǎn).
綜上,y=ax(a>1)與冪函數(shù)y=xn(n∈N*)的圖象的交點(diǎn)情況如下:
n是奇數(shù)時(shí):(y軸左邊沒有交點(diǎn))
高三總復(fù)習(xí)已進(jìn)行了一段時(shí)間.一天,我在做練習(xí)時(shí)遇到下題:
a>1,y=a2與其反函數(shù)的圖象( )
A. 沒有交點(diǎn) B.有且只一個(gè)交點(diǎn)
C.有且只有兩個(gè)交點(diǎn) D.至多有兩個(gè)交點(diǎn)
我思考:根據(jù)反函數(shù)的性質(zhì),若a>y,y=ax與其反函數(shù)的圖象有交點(diǎn),交點(diǎn)個(gè)數(shù)少于3個(gè),則a>1,y=ax的圖象與直線y=x必有交點(diǎn),且它們的交點(diǎn)相同.試著解方程ax=x,結(jié)果無從下手;又試著畫函數(shù)圖象,還是一籌莫展.請教老師,老師提示:取特殊值試試!于是我試著取a=2,y=2x, 的圖象全在直線y=x的上方,再取a=1.1,發(fā)現(xiàn)它們的圖象相交了!上題選(D)無疑.
高興之余,我的思考沒有止步.因a(a>1)取不同值時(shí),y=ax的圖象與直線y=x可以沒有交點(diǎn),也可以有兩個(gè)交點(diǎn),那么當(dāng)a取某個(gè)特殊值時(shí),y=ax的圖象與直線y=x必然只有一個(gè)交點(diǎn),這個(gè)值是多少呢?這個(gè)問題引起了我強(qiáng)烈的探究欲望.于是開始了下面的探究之旅.
1.y=ax(a>1)的圖象與直線y=x有且只有一個(gè)交點(diǎn),求a的值.
解 設(shè)y=ax(a>1)的圖象與直線y=x的唯一交點(diǎn)為A(t,at),
則y′|x=t=atlna,于是
atlna=1,
at=t.(1)
(2)
由(1)得:t=loga1lna,
代入(2)得:1lna=loga1lna,a=e1/e.
∴y=ax(a>1)的圖象與直線y=x,當(dāng)a=e1/e時(shí),有唯一交點(diǎn),當(dāng)1e1/e時(shí)沒有交點(diǎn).
2.我又想,把直線y=x改成拋物線y=x2情況又如何呢?于是又有了下面的問題:
y=ax(a>1)的圖象與拋物線y=x2在y軸的右邊有且只有一個(gè)交點(diǎn),求a的值.
分析 設(shè)y=ax(a>1)的圖象與拋物線y=x2在y軸的右邊的交點(diǎn)為A(t,at),有at=t2,但仿前用斜率無法再列出第二個(gè)方程.能否換一個(gè)思路呢?
解 當(dāng)x>0時(shí),ax=x2logax=x2,令f(x)=logax,g(x)=x2x.它們在y軸右邊應(yīng)當(dāng)有唯一交點(diǎn).設(shè)唯一交點(diǎn)為
A(t,at),則:
f ′(t)=1tlna=1n,
logat=1nt.(1)
(2)
由(1)得,t=2tlna代入(2)可得:loga2tlna, a=e2/e.
∴y=ax(a>1)的圖象與拋物線y=x2,當(dāng)a=e2/e時(shí),在y軸右邊有唯一交點(diǎn),當(dāng)1e2/e時(shí)在y軸右邊沒有交點(diǎn).
3.一般情況呢?猜想:當(dāng)a=en/e時(shí),y=ax(a>1)與冪函數(shù)y=xn(n∈N*)的圖象在y軸右邊有且只有一個(gè)交點(diǎn).
解 當(dāng)x>0時(shí),ax=xnlogax=
1nx,令f(x)=logax,g(x)=1nx,設(shè)它們在y軸右邊的唯一交點(diǎn)為A(t,at),則:
f ′(t)=1tlna=1n,
logat=1nt.(1)
(2)
由(1)得t=ntlna,
代入(2)可得:logantlna=1tlna, a=en/e.
∴y=ax(a>1)的圖象與拋物線y=xn,當(dāng)a=en/e時(shí),在y軸右邊有唯一交點(diǎn),當(dāng)1en/e時(shí)在y軸右邊沒有交點(diǎn).
綜上,y=ax(a>1)與冪函數(shù)y=xn(n∈N*)的圖象的交點(diǎn)情況如下:
n是奇數(shù)時(shí):(y軸左邊沒有交點(diǎn))