Question

已知函数f（x）=lnx，（a为常数），若直线l与y=f（x），y=g（x）的图象都相切，且l与y=f（x）图象的切点的横坐标为1
（Ⅰ）求直线l的方程及a的值；
（Ⅱ）若h（x）=f（x+1）-g'（x），求y=h（x）的单调递增区间；
（Ⅲ）当时，讨论关于x的方程f（x²+1）-g（x）=k的实数解的个数．

Answer

（Ⅰ）先根据l与y=f（x）图象的切点的横坐标为1，求出切点坐标，再根据函数在切点处的切线斜率是该点处的导数，求出切线斜率，利用点斜式写出切线方程．根据直线l与y=g（x）的图象也相切，联立方程，方程组有一解，就可求出a的值．
（Ⅱ）化简h（x）=f（x+1）-g'（x），求导，令导数大于0，解得x的范围为函数的增区间，令导数小于0，解得x的范围为函数的减区间．
（Ⅲ）把方程f（x2+1）-g（x）=k左边看做一个函数，右边看做一个常函数，要求方程f（x2+1）-g（x）=k的实数解的个数，只需看两个函数图象有几个交点即可．利用导数求出左边函数的极大值与极小值，再按k讨论两个函数的图象交点即可．
解（I），
∴k1=1，切点为（1，f（1））=（1，0）
∴l的方程为y=x-1
∵l与g（x）相切，
∴由得，
又△=0，∴…（4分）
（Ⅱ）
∴
令h'（x）＞0，∴，∴-1＜x＜0
∴增区间为（-1，0]
（Ⅲ）令，y2=k
∵
∴y1极大=ln2（当x=±1时取得）∴（当x=0时取得） 
∴k∈（ln2，+∞）时，无解；k=ln2时，有两解；时，有三解；时，有四解