Question

已知函数f（x）=lnx，（a为常数），若直线l与y=f（x）和y=g（x）的图象都相切，且l与y=f（x）的图象相切于定点P（1，f（1））．
（1）求直线l的方程及a的值；
（2）当k∈R时，讨论关于x的方程f（x²+1）-g（x）=k的实数解的个数．

Answer

（1）先利用导数求出函数f（x）=lnx在定点P（1，f（1））处的切线斜率，从而得到直线l的方程，再根据直线l与y=g（x）相切，联立方程组，消去y，根据△=0可求出a的值；
（2）令h（x）=f（x2+1）-g（x），然后利用导数研究函数的单调性，得到函数的极值，画出草图，讨论k的取值范围，从而判别方程f（x2+1）-g（x）=k的实数解的个数．
【解析】
（1），∴f'（1）=1．∴切点为（1，0）．
∴l的解析式为y=x-1．（2分）
又l与y=g（x）相切，
∴
△=（-2）2-4（2a+2）=0（5分）
（2）令
∴（7分）
令h'（x）=0⇒x1=0，x2，3=±1．

x （-∞，-1） -1 （-1，0） （0，1） 1 （1，+∞）
h'（x） + - + -
h（x） ↗ 极大值ln2 ↘ 极小值 ↗ 极大值ln2 ↘

1°k∈（ln2，+∞）时，方程无解．
2°当k=ln2时，方程有2解．
3°当，方程有4解
.4°当时，方程有3解．
5°当时，方程有2解．（13分）