题目内容

已知函数f(x)=ex,x∈R.
(Ⅰ)若直线y=kx+1与函数y=lnx的图象相切,求实数k的值.
(Ⅱ)设x>0,讨论曲线y=f(x)与曲线y=mx2(m>0)公共点的个数.
考点:利用导数研究曲线上某点切线方程
专题:计算题,分类讨论,导数的综合应用
分析:(Ⅰ)设出切点,求出lnx的导数,求出切线的斜率,列出方程组,求出x0,k;
(Ⅱ)由条件转化为方程f(x)=mx2的根的个数,分离出参数m=
ex
x2
,令h(x)=
ex
x2
,求出h′(x),求出单调区间,求出极值,即为最值,根据图象讨论m的取值即可得到公共点的个数.
解答: 解:(Ⅰ)设直线y=kx+1与函数y=g(x)=lnx的图象相切于点P(x0,y0),
则kx0+1=lnx0.且k=g′(x0)=
1
x0

即有lnx0=2,x0=e2,k=e-2;
(Ⅱ)当x>0,m>0时,曲线f(x)=ex与曲线y=mx2(m>0)的公共点的个数,
即方程f(x)=mx2的根的个数.
由f(x)=mx2即m=
ex
x2
,h′(x)=
ex(x-2)
x3

则h(x)在(0,2)上递减,在(2,+∞)上递增,
∴h(2)是h(x)的极小值即为最小值,且为
e2
4

∴对曲线y=f(x)与曲线y=mx2(m>0)的公共点的个数,
讨论如下:
当m∈(0,
e2
4
),有0个公共点;
当m=
e2
4
时,有1个公共点;
当m∈(
e2
4
,+∞),有2个公共点.
点评:本题主要考查导数的综合运用:求切线方程和求单调区间、求极值和最值,同时考查分类讨论的思想方法,属于中档题.
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