题目内容
已知a∈R,函数
(其中e为自然对数的底).(1)当a>0时,求函数f(x)在区间(0,e]上的最小值;
(2)是否存在实数x0∈(0,e],使曲线y=g(x)在点x=x0处的切线与y轴垂直?若存在求出x0的值,若不存在,请说明理由.
(2)是否存在实数x0∈(0,e],使曲线y=g(x)在点x=x0处的切线与y轴垂直?若存在求出x0的值,若不存在,请说明理由.
解:(1)∵
∴f'(x)=
=
,令f'(x)=0得,x=a,
①若0<a<e,当x∈(0,a)时,f'(x)<0,函数f(x)在区间(0,a)上单调递减,
当x∈(a,e)时,f'(x)>0,函数f(x)在区间(a,e)上单调递增,
所以当x=a时,函数f(x)在区间(0,e]上取得最小值lna.
②若a≥e,则f'(x)≤0,函数f(x)在区间(0,e]上单调递减,
所以当x=e时,函数f(x)在区间(0,e]上取得最小值
.
综上所述,当0<a<e时,函数f(x)在区间(0,e]上取得最小值lna,
当a≥e时,函数f(x)在区间(0,e]上取得最小值
.
(2)不存在.证明如下
,x∈(0,e],
∴g'(x)=
ex+(lnx﹣1)ex+1=(
+lnx﹣1)ex+1
由(1)知,当a=1时,
,
此时f(x)在区间(0,e]上取得最小值ln1=0,即
,而ex>0,
所以g'(x)≥1>0,又曲线y=g(x)在点x=x0处的切线与y轴垂直,等价于g'(x0)=0有实数根,而g'(x)>0,
所以方程g'(x0)=0无实数根,x0∈(0,e],使曲线y=g(x)在点x=x0处的切线与y轴垂直.
∴f'(x)=
①若0<a<e,当x∈(0,a)时,f'(x)<0,函数f(x)在区间(0,a)上单调递减,
当x∈(a,e)时,f'(x)>0,函数f(x)在区间(a,e)上单调递增,
所以当x=a时,函数f(x)在区间(0,e]上取得最小值lna.
②若a≥e,则f'(x)≤0,函数f(x)在区间(0,e]上单调递减,
所以当x=e时,函数f(x)在区间(0,e]上取得最小值
综上所述,当0<a<e时,函数f(x)在区间(0,e]上取得最小值lna,
当a≥e时,函数f(x)在区间(0,e]上取得最小值
(2)不存在.证明如下
∴g'(x)=
由(1)知,当a=1时,
此时f(x)在区间(0,e]上取得最小值ln1=0,即
所以g'(x)≥1>0,又曲线y=g(x)在点x=x0处的切线与y轴垂直,等价于g'(x0)=0有实数根,而g'(x)>0,
所以方程g'(x0)=0无实数根,x0∈(0,e],使曲线y=g(x)在点x=x0处的切线与y轴垂直.
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