题目内容

【题目】已知函数f (x)=ex,g(x)=x-b,b∈R.

(1)若函数f (x)的图象与函数g(x)的图象相切,求b的值;

(2)设T(x)=f (x)+ag(x),a∈R,求函数T(x)的单调增区间;

(3)设h(x)=|g(x)|·f (x),b<1.若存在x1,x2 [0,1],使|h(x1)-h(x2)|>1成立,求b的取值范围.

【答案】(1)b=-1(2)见解析(3)(-∞,)

【解析】分析:(1)设切点为(t,et),由导数的几何意义,可得et=1,且et=t-b,即可得到b=-1;
(2)求出T(x)的导数,讨论当a≥0时,当a<0时,由导数大于0,可得增区间;
(3)求出h(x)的分段函数,讨论x的范围,求得单调区间,对b讨论,求得h(x)的最值,由存在性思想,即可得到b的范围.

详解:

(1)设切点为(t,et),因为函数f(x)的图象与函数g(x)的图象相切,

所以et=1,且et=t-b,

解得b=-1.

(2)T(x)=ex+a(x-b),T′(x)=ex+a.

当a≥0时,T′(x)>0恒成立.

当a<0时,由T′(x)>0,得x>ln(-a).

所以,当a≥0时,函数T(x)的单调增区间为(-∞,+∞);

当a<0时,函数T(x)的单调增区间为(ln(-a),+∞).

(3) h(x)=|g(x)|·f(x)=

当x>b时,h′(x)=(x-b+1) ex>0,所以h(x)在(b,+∞)上为增函数;

当x<b时,h′(x)=-(x-b+1) ex,

因为b-1<x<b时,h′(x)=-(x-b+1) ex<0,所以h(x)在(b-1,b)上是减函数;

因为x<b-1时, h′(x)=-(x-b+1) ex>0,所以h(x)在(-∞,b-1)上是增函数.

当b≤0时,h(x)在(0,1)上为增函数.

所以h(x)max=h(1)=(1-b)e,h(x)min=h(0)=-b.

由h(x)max-h(x)min>1,得b<1,所以b≤0.

②当0<b<时,

因为b<x<1时, h′(x)=(x-b+1) ex>0,所以h(x)在(b,1)上是增函数,

因为0<x<b时, h′(x)=-(x-b+1) ex<0,所以h(x)在(0,b)上是减函数.

所以h(x)max=h(1)=(1-b)e,h(x)min=h(b)=0.

由h(x) max-h(x) min>1,得b<.

因为0<b<,所以0<b<.

③当≤b<1时,

同理可得,h(x)在(0,b)上是减函数,在(b,1)上是增函数.

所以h(x)max=h(0)=b,h(x)min=h(b)=0.

因为b<1,所以h(x)max-h(x)min>1不成立.

综上,b的取值范围为(-∞,).

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