F (x)=a x-x(a>1)的单调性可知:-∞<0<<<<+∞,这说明函数f (x)=a x (a>1)的图像与直线y=x有两不同的公共点个公共点。 ………12分
综上所述:
当a<时:F (x)min =F ()<0,所以方程F (x)=a x-x =0有两相异的实数解(设<)。
又因为当x → -∞或x → +∞时有F (x) → +∞,且F (0)=1,所以据函数
当a=时:F (x)min =F ()=F (e)=0,所以方程F (x)=a x-x =0有唯一实数解x ==e。这说明函数f (x)=a x (a>1)的图像与直线y=x有唯一公共点; ………11分
故当a>时:F (x)min =F ()>0,所以方程F (x)=a x-x =0无实数解,这说明函数f (x)=a x (a>1)的图像与直线y=x没有公共点; ………10分
令->0,解得:a >。
所以F (x)的最小值为F (x)min=F ()=-。………9分
当x ≤时:F′ (x)≤0,F (x)在区间上是减函数。
所以当x ≥时:F′ (x)≥0,F (x)在区间上是增函数;
解得:x ≥。
21.解; 1)设点M(x0, y0)是函数y = f (x)的图像与其反函数y = f -1 (x)的图像的公
点,则有:y0=f (x0) ,
y0 = f -1 (x0),据反函数的意义有:x0 = f (y0)。 ………2分
所以:y0 = f (x0)且同时有x0 = f (y0)。
若x0 < y0 ,因为函数y = f (x) 是其定义域上是增函数,
所以有:f (x0) < f (y0) ,即y0 < x0 与 x0 < y0矛盾,这说明x0 < y0是错误的。
同理可证x0 > y0也是错误的。
所以x0 = y0 ,即函数y = f (x)的图像与其反函数y = f -1 (x)的图像有公共点在直线y = x上; ………5分
2)构造函数F (x)=a x-x(a>1)
因为F′ (x)= a xlna - 1(a > 1), ………6分
令F′ (x)= a xlna - 1≥0,