题目内容
已知函数f(x)=ex-ex
(Ⅰ)求函数f(x)的最小值;
(Ⅱ)对于函数h(x)=
x2与g(x)=elnx,是否存在公共切线y=kx+b(常数k,b)使得h(x)≥kx+b和g(x)≤kx+b在函数h(x),g(x)各自定义域上恒成立?若存在,求出该直线的方程;若不存在,请说明理由.
解:(Ⅰ)由f′(x)=ex-e=0,∴x=1.∴f(x)在(-∞,1)单调递减,在(1,+∞)单调递增.∴f(x)的最小值为0
(Ⅱ)设
,∴
∴当
时,F′(x)<0,函数F(x)单调递减;当
时,F′(x)>0,函数F(x)单调递增.
∴
是函数F(x)的极小值点,也是最小值点,∴
,∴函数f(x)与h(x)的图象在
处有公共点
(9分)
设f(x)与h(x)存在公共切线且方程为:
,令函数
,
ⅰ)由
在x∈R恒成立,即
在R上恒成立,
∴
成立,
∴
,故
.(11分)
ⅱ)下面再证明:
恒成立
设
,则
.
∴当
时,φ′(x)>0,函数φ(x)单调递增;当
时,φ′(x)<0.函数φ(x)单调递减.∴
时φ(x)取得最大值0,则
(x>0)成立.(13分)
综上ⅰ)和ⅱ)知:
且
,
故函数f(x)与h(x)存在公共切线为
,此时
.(14分)
分析:(Ⅰ)要求函数的最小值,需要求出导函数并令其等于零得到x=1,然后分区间x<1和x>1,讨论函数的增减性来判断函数的极值,得到函数的最小值即可.
(Ⅱ)设
,原问题转化为研究此函数的单调性问题,利用导数知识解决.
点评:本题考查了对数函数的导数运算,研究函数的最值问题.考查应用所学导数的知识、思想和方法解决实际问题的能力,建立函数式、解方程、不等式、最大值等基础知识.
(Ⅱ)设
∴当
∴
设f(x)与h(x)存在公共切线且方程为:
ⅰ)由
∴
∴
ⅱ)下面再证明:
设
∴当
综上ⅰ)和ⅱ)知:
故函数f(x)与h(x)存在公共切线为
分析:(Ⅰ)要求函数的最小值,需要求出导函数并令其等于零得到x=1,然后分区间x<1和x>1,讨论函数的增减性来判断函数的极值,得到函数的最小值即可.
(Ⅱ)设
点评:本题考查了对数函数的导数运算,研究函数的最值问题.考查应用所学导数的知识、思想和方法解决实际问题的能力,建立函数式、解方程、不等式、最大值等基础知识.
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