题目内容
【题目】设函数f(x)=ex﹣ax,a是常数.
(Ⅰ)若a=1,且曲线y=f(x)的切线l经过坐标原点(0,0),求该切线的方程;
(Ⅱ)讨论f(x)的零点的个数.
【答案】解:(Ⅰ)a=1时,f(x)=ex﹣x,f′(x)=ex﹣1,
设切点坐标是(m,em﹣m),
则k=f′(m)=em﹣1,
故切线方程是:
y﹣(em﹣m)=(em﹣1)(x﹣m)
由0﹣(em﹣m)=(em﹣1)(0﹣m),得m=1,
所求切线为:y=(e﹣1)x
(Ⅱ)f′(x)=ex﹣a,当a>0时,由f′(x)=0得x=lna
情形一:a>0时,若x<lna,则f′(x)<0;若x>lna,则f′(x)>0.
函数f(x)在区间(﹣∞,lna)单调递减,在区间(lna,+∞)单调递增,
f(x)的最小值为f(lna)=a(1﹣lna)
①0<a<e时,f(lna)=a(1﹣lna)>0,f(x)无零点
②a=e时,f(lna)=a(1﹣lna)=0,f(x)只有一个零点
③a>e时,f(lna)=a(1﹣lna)<0,根据f(0)=1>0与函数的单调性,
f(x)在区间(﹣∞,lna)和(lna,+∞)各有一个零点,f(x)共有两个零点
情形二:a=0时,f(x)=ex , f(x)无零点
情形三:a<0时,由f(x)=0得,ex=ax,
故曲线y=ex与y=ax只有一个交点,所以f(x)只有一个零点.
综上所述,0≤a<e时,f(x)无零点;
a<0或a=e时,f(x)有一个零点;
a>e时,f(x)有两个零点
【解析】(Ⅰ)求出函数的导数,表示出切线方程,求出m的值,从而求出切线方程即可;(Ⅱ)求出函数f(x)的导数,通过讨论 a的范围,求出函数的单调区间,从而求出函数的零点个数即可.
【考点精析】解答此题的关键在于理解利用导数研究函数的单调性的相关知识,掌握一般的,函数的单调性与其导数的正负有如下关系: 在某个区间内,(1)如果,那么函数在这个区间单调递增;(2)如果,那么函数在这个区间单调递减.