题目内容
【题目】已知函数
,
,其中e是自然对数的底数.
(1)若函数
的极大值为
,求实数a的值;
(2)当a=e时,若曲线
与
在
处的切线互相垂直,求
的值;
(3)设函数
,若
>0对任意的x
(0,1)恒成立,求实数a的取值范围.
【答案】(1)a=1;(2)
;(3)[
,
).
【解析】
(1)利用导数求出
的极大值
,即得a的值;
(2)由
得到
,设
,根据函数的单调性和
得到
;
(3)由题得
对任意x
(0,1)恒成立,设
,得到
对任意x
(0,1)恒成立,即
,设
,x
(0,1),求出
的最大值得解.
解:(1)因为
,则
,
因为
,所以a>0,
则当x
(0,e)时,
,
单调递增,
当x
(e,
)时,
,
单调递减,
所以当x=e时,
的极大值
,解得a=1;
(2)当a=e时,
,
,
则
,
,
由题意知,
,
整理得
,
设
,则
,所以
单调递增,
因为
,所以
;
(3)由题意可知,
对任意x
(0,1)恒成立,
整理得
对任意x
(0,1)恒成立,
设
,由(1)可知,
在(0,1)上单调递增,
且当x
(1,
)时,
,当x
(0,1)时,
,
若
,则
,
若
,因为
,且
在(0,1)上单调递增,所以
,
综上可知,
对任意x
(0,1)恒成立,即
,
设
,x
(0,1),则
,所以
单调递增,
所以
,即a的取值范围为[
,
).
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