问题
解答题
已知函数f(x)=lnx与g(x)=kx+b(k,b∈R)的图象交于P,Q两点,曲线y=f(x)在P,Q两点处的切线交于点A. (Ⅰ)当k=e,b=-3时,求f(x)-g(x)的最大值;(e为自然常数) (Ⅱ)若A(
|
答案
(Ⅰ)设h(x)=f(x)-g(x)=lnx-ex+3(x>0),
则h′(x)=
-e=-1 x
(x-e x
),----(1分)1 e
当0<x<
时,h′(x)>0,此时函数h(x)为增函数;1 e
当x>
时,h′(x)<0,此时函数h(x)为减函数.1 e
所以函数h(x)的增区间为(0,
),减区间为(1 e
,+∞).1 e
∴x=
时,f(x)-g(x)的最大值为h(1 e
)=-1-1+3=1;----(4分)1 e
(Ⅱ)设过点A的直线l与函数f(x)=lnx切于点(x0,lnx0),则其斜率k=
,1 x0
故切线l:y-lnx0=
(x-x0),1 x0
将点A(
,e e-1
)代入直线l方程得:1 e-1
-lnx0=1 e-1
(1 x0
-x0),e e-1
即
lnx0+e-1 e
-1=0,----(7分)1 x0
设v(x)=
lnx+e-1 e
-1(x>0),则v′(x)=1 x
-e-1 ex
=1 x2
(x-e-1 ex2
),e e-1
当0<x<
时,v′(x)<0,函数v(x)为增函数;e e-1
当x>
时,v′(x)>0,函数v(x)为减函数.e e-1
故方程v(x)=0至多有两个实根,----(10分)
又v(1)=v(e)=0,所以方程v(x)=0的两个实根为1和e,
故P(1,0),Q(e,1),
所以k=
,b=1 e-1
为所求.----(12分)1 1-e