问答题 讨论曲线y=4lnx+k与y=4x+ln 4 x的交点个数.
【正确答案】
【答案解析】解法1 问题等价于讨论方程ln 4 x-4lnx+4x-k=0有几个不同的实根。
设φ(x)=ln 4 x-4lnx+4x-k,
则有
不难看出,x=1是φ(x)的驻点.
当0<x<1时,φ"(x)<0,即φ(x)单调减少;当x>1时,φ"(x)>0,即φ(x)单调增加,故φ(1)=4-k为函数φ(x)的最小值.
当k<4,即4-k>0时,φ(x)=0无实根,即两条曲线无交点;
当k=4,即4-k=0时,φ(x)=0有唯一实根,即两条曲线只有一个交点;
当k>4,即4-k<0时,由于

故φ(x)=0有两个实根,分别位于(0,1)与(1,+∞)内,即两条曲线有两个交点.
解法2 问题等价于讨论方程k=4x-4lnx+ln 4 x的不同实根的个数.
设f(x)=4x-4lnx+ln 4 x,则 ,不难看出x=1是f(x)的驻点.又f"(x)= ,f"(x)>0,所以f(1)=4为f(x)的最小值.
当k<4时,方程f(x)=k无实根,即两曲线无交点;
当k=4时,方程f(x)=k有唯一实根,即两曲线只有一个交点;
当k>4时,由于