已知函数f(x)=ex+ax,g(x)=exlnx.(其中e为自然对数的底数),
(Ⅰ)设曲线y=f(x)在x=1处的切线与直线x+(e-1)y=1垂直,求a的值;
(Ⅱ)若对于任意实数x≥0,f(x)>0恒成立,试确定实数a的取值范围;
(Ⅲ)当a=-1时,是否存在实数x0∈[1,,e],使曲线C:y=g(x)-f(x)在点x=x0
处的切线与y轴垂直?若存在,求出x0的值;若不存在,请说明理由.
(Ⅰ)f'(x)=ex+a,(1分)
因此y=f(x)在(1,f(1))处的切线l的斜率为e+a,(2分)
又直线x+(e-1)y=1的斜率为
,(3分)1 1-e
∴(e+a)•
=-1,1 1-e
∴a=-1.(5分)
(Ⅱ)∵当x≥0时,f(x)=ex+ax>0恒成立,
∴先考虑x=0,此时,f(x)=ex,a可为任意实数;(6分)
又当x>0时,f(x)=ex+ax>0恒成立,
则a>-
恒成立,(7分)ex x
设h(x)=-
,则h'(x)=ex x
,(1-x)ex x2
当x∈(0,1)时,h'(x)>0,h(x)在(0,1)上单调递增,
当x∈(1,+∞)时,h'(x)<0,h(x)在(1,+∞)上单调递减,
故当x=1时,h(x)取得极大值,h(x)max=h(1)=-e,(9分)
∴要使x≥0,f(x)>0恒成立,a>-e,
∴实数a的取值范围为(-e,+∞).(10分)
(Ⅲ)依题意,曲线C的方程为y=exlnx-ex+x,
令u(x)=exlnx-ex+x,则u′(x)=
+exlnx-ex+1=(ex x
+lnx-1)ex+11 x
设v(x)=
+lnx-1,则v′(x)=-1 x
+1 x2
=1 x
,x-1 x2
当x∈[1,e],v'(x)≥0,故v(x)在[1,e]上的最小值为v(1)=0,(12分)
所以v(x)≥0,又ex>0,∴u′(x)=(
+lnx-1)ex+1>0,1 x
而若曲线C:y=g(x)-f(x)在点x=x0处的切线与y轴垂直,
则u'(x0)=0,矛盾.(13分)
所以,不存在实数x0∈[1,e],使曲线C:y=g(x)-f(x)在点x=x0处的切线与y轴垂直.