题目内容
设函数f(x)=ex的反函数为g(x),点P(x1,y1),Q(x2,y2)分别为函数f(x)和g(x)图象上的两个动点.(1)求函数h(x)=x2-g(x)的极小值;
(2)设函数f(x)的图象为C1,g(x)的图象为C2,过点P,Q的直线为l,当直线l为曲线C1和曲线C2的公切线时,求x1与x2满足的关系式及x1的取值范围.
解:(1)∵f(x)=Ex,即y=Exx=lny,?
∴f(x)的反函数g(x)=lnx,h(x)=x2-lnx(x>0). ?
∵h′(x)=2x-,令h′(x)=0,解得x=±,?
又∵x>0,∴x=.?
当0<x<时,h′(x)<0,∴h(x)在区间(0,)内为减函数;?
当x>时,h′(x)>0,∴h(x)在区间(,+∞)内为增函数; ?
故当x=时,函数h(x)取得极小值,且极小值为?
h()=()2-ln=-ln. ?
(2)∵f′(x)=Ex,g′(x)=,又P(x1,Ex1),Q(x2,lnx2),
∴当直线l为曲线C1与曲线C2的公切线时,它的方程为y-Ex1=Ex1 (x-x1) ①?
或y-lnx2=(x-x2), ②?
由①得,y=Ex1·x+Ex1(1-x1),由②得,y=·x+lnx2-1,
∴= Ex1x2= E-x1,即x2=E-x1. ?
∴Ex1 (1-x1)=lnx2-1=lnE-x1-1Ex1(1-x1)=-x1-1Ex1=.?
又∵Ex1>0,∴>0x1<-1或x1>1.?
当x1>1时, Ex1>E,解>E,可得x1<,即1<x1<,?
当x1<-1时, Ex1<,解<,可得x1>,?
即<x1<-1,?
故x1∈(,-1)∪(1,).