题目内容
已知函数f(x)=a•ex+(Ⅰ)当a=1时,求f(x)在点(1,f(1))处的切线方程;
(Ⅱ)若对于任意的x∈(0,+∞),恒有f(x)≥0成立,求a的取值范围.
【答案】分析:(Ⅰ)当a=1时求出f(x),求导f′(x),切线斜率k=f′(1),f(1)=e-2,利用点斜式即可求得切线方程;
(Ⅱ)对于任意的x∈(0,+∞),恒有f(x)≥0成立,等价于f(x)min≥0,利用导数判断函数f(x)的单调性、极值,从而确定其最小值,其中为判定导数符号需要构造函数.
解答:(Ⅰ)当a=1时,f(x)=ex+
-4,∴f′(x)=ex-
,∴f′(1)=e-2,
∵f(1)=e-2,
∴f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为:(e-2)x-y=0.
(Ⅱ)∵f(x)=a•ex+
.
∴f′(x)=
,
令g(x)=ax2ex-(a+1),则g′(x)=ax(2+x)ex>0,
∴g(x)在(0,+∞)上单调递增,
∵g(0)=-(a+1)<0,当x→+∞时,g(x)>0,
∴存在x∈(0,+∞),使g(x)=0,且f(x)在(0,x)上单调递减,f(x)在(x,+∞)上单调递增,
∵g(x)=
-(a+1)=0,∴
=a+1,即
=
,
∵对于任意的x∈(0,+∞),恒有f(x)≥0成立,
∴f(x)min=f(x)=
+
-2(a+1)≥0,∴
-2(a+1)≥0,
∴
,∴
0,解得-
≤x≤1,
∵
=a+1,∴
=
>1,
令h(x)=
,而h(0)=0,当x→+∞时,h(x)→+∞,
∴存在m∈(0,+∞),使h(m)=1,
∵h(x)=
在(0,+∞)上,∴x>m,
∴m<x≤1,
∵h(x)=
在(m,1]上∴h(m)<h(x)≤h(1),
∴1<
≤e,∴a≥
.
点评:本题考查曲线上某点处切线方程的求解及函数恒成立问题,考查学生综合运用知识分析解决问题的能力,正确理解导数的几何意义是关键,至于恒成立问题常常转化为函数最值处理,本题综合性强,难度大.
(Ⅱ)对于任意的x∈(0,+∞),恒有f(x)≥0成立,等价于f(x)min≥0,利用导数判断函数f(x)的单调性、极值,从而确定其最小值,其中为判定导数符号需要构造函数.
解答:(Ⅰ)当a=1时,f(x)=ex+
∵f(1)=e-2,
∴f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为:(e-2)x-y=0.
(Ⅱ)∵f(x)=a•ex+
∴f′(x)=
令g(x)=ax2ex-(a+1),则g′(x)=ax(2+x)ex>0,
∴g(x)在(0,+∞)上单调递增,
∵g(0)=-(a+1)<0,当x→+∞时,g(x)>0,
∴存在x∈(0,+∞),使g(x)=0,且f(x)在(0,x)上单调递减,f(x)在(x,+∞)上单调递增,
∵g(x)=
∵对于任意的x∈(0,+∞),恒有f(x)≥0成立,
∴f(x)min=f(x)=
∴
∵
令h(x)=
∴存在m∈(0,+∞),使h(m)=1,
∵h(x)=
∴m<x≤1,
∵h(x)=
∴1<
点评:本题考查曲线上某点处切线方程的求解及函数恒成立问题,考查学生综合运用知识分析解决问题的能力,正确理解导数的几何意义是关键,至于恒成立问题常常转化为函数最值处理,本题综合性强,难度大.
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