题目内容
(本小题满分14分)
已知a,b为常数,且a≠0,函数f(x)=-ax+b+axlnx,f(e)=2(e=2.71828…是自然对数的底数)。
(I)求实数b的值;
(II)求函数f(x)的单调区间;
(III)当a=1时,是否同时存在实数m和M(m<M),使得对每一个t∈[m,M],直线y=t与曲线y=f(x)(x∈[
,e])都有公共点?若存在,求出最小的实数m和最大的实数M;若不存在,说明理由。
本小题主要考查函数、导数等基础知识,考查推理论证能力、抽象概括能力、运算求解能力,考查函数与方程思想、数形结合思想、化归与转化思想、分类与整合思想,满分14分。
解:(I)由![]()
(II)由(I)可得![]()
从而![]()
,故:
(1)当![]()
(2)当![]()
综上,当
时,函数
的单调递增区间为
,
单调递减区间为(0,1);
当
时,函数
的单调递增区间为(0,1),
单调递减区间为
。
(III)当a=1时,![]()
由(II)可得,当x在区间
内变化时,
的变化情况如下表:
|
|
|
|
|
|
|
|
| - | 0 | + | ||
|
|
| 单调递减 | 极小值1 | 单调递增 | 2 |
又
的值域为[1,2]。
据经可得,若
,则对每一个
,直线y=t与曲线
都有公
共点。
并且对每一个
,直线
与曲线
都没有公共点。
综上,当a=1时,存在最小的实数m=1,最大的实数M=2,使得对每一个
,直线y=t
与曲线
都有公共点。
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