题目内容
【题目】已知函数f(x)=ex , g(x)=lnx
(1)若曲线h(x)=f(x)+ax2﹣ex(a∈R)在点(1,h(1))处的切线垂直于y轴,求函数h(x)的单调区间;
(2)若函数
在区间(0,2)上无极值,求实数a的取值范围.
【答案】
(1)解:∵h(x)=f(x)+ax2﹣ex=ex+ax2﹣ex
∴h′(x)=ex+2ax﹣e,
又∵曲线h(x)在点(1,h(1))处的切线垂直于y轴
∴k=h′(1)=2a,
由k=2a=0得a=0,
∴h(x)=ex﹣ex∴h′(x)=ex﹣e,
令h′(x)=ex﹣e>0得x>1,
令h′(x)=ex﹣e<0得x<1,
∴故h(x)的增区间为(1,+∞),减区间为(﹣∞,1)
(2)解:∵
∴ ![]()
①当a≤0时,在区间(0,2)上
恒成立,即函数F(x)在区间(0,2)上单调递减,故函数F(x)在区间(0,2)上无极值;
②当a>0时,令
得:x=a,
当x变化时,F′(x)和F(x)的变化情况如下表
x | (0,a) | a | (a,+∞) |
F′(x) | + | 0 | ﹣ |
F(x) | 单调递增↗ | 极大值 | 单调递减↘ |
∴函数F(x)在x=a处有极大值,
∴要使函数F(x)在区间(0,2)上无极值,只需a≥2,
综上①②所述,实数a的取值范围为(﹣∞,0]∪[2,+∞)
【解析】(1)把f(x)代入曲线h(x),求h(x)的导函数,让导函数在x=1时的函数值为0,求解a的值,把a值代回原函数,由h′(x)大于0和小于0分别求函数的单调区间;(2)函数
在区间(0,2)上无极值,说明函数
在区间(0,2)上是单调函数,把函数F(x)求导后根据a的符号不同对a进行分类讨论,以保证导函数在区间(0,2)上大于0或小于0恒成立,从而求出a的具体范围.
【考点精析】根据题目的已知条件,利用利用导数研究函数的单调性的相关知识可以得到问题的答案,需要掌握一般的,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.