问题 解答题

已知函数f(x)=ex﹣bx

(1)当b=1时,求函数f(x)的单调区间;

(2)若函数f(x)有且只有一个零点,求实数b的取值范围;

(3)当b>0时,讨论函数|f(x)|在区间(0,2)上是否存在极大值,若存在,求出极大值及相应实数b的取值范围.

答案

解:(I)当b=1时f(x)=ex﹣x,

∴f'(x)=ex﹣1,

令f'(x)=0,得x=0,

f'(x),f(x)随x的变化情况如下表: 

 f(x)的单调递减区间为(﹣∞,0),单调递增区间为(0,+∞);

(2)转化为y=ex与y=bx的图象只有一个交点

当b<0时,作出图象,发现满足要求;

当b≥0时,作出图象,

发现当且仅当y=ex与y=bx相切时有一个交点

设切点为(x,y),则 ,解得 

所以,b<0或b=e

(3)f(x)=ex﹣bx,f'(x)=ex﹣b,令f'(x)=ex﹣b=0,则x=lnb

当x∈(﹣∞,lnb)时,f'(x)=ex﹣b<0,所以f(x)递减;

当x∈(lnb,+∞)时,f'(x)=ex﹣b>0,所以f(x)递增;

所以,f(x)的最小值为f(lnb)=b﹣blnb=b(1﹣lnb)

当0<b≤e时,f(lnb)=b(1﹣lnb)≥0,所以f(x)=ex﹣bx≥0

∴|f(x)|=f(x)=ex﹣bx,

此时,|f(x)|在(﹣∞,+∞)上无极大值,所以在(0,2)上无极大值

当b>e时,f(lnb)=b(1﹣lnb)<0,

 ,可得:

若b≥e2,则lnb≥2,此时|f(x)|在(0,2)上无极大值;

若b<e2,则lnb<2,此时|f(x)|在(0,2)上有极大值|f(lnb)|=b(lnb﹣1)

综上得:当0<b≤e或b≥e2时,|f(x)|在(0,2)上无极大值;

当e<b<e2时,|f(x)|在(0,2)上有极大值|f(lnb)|=b(lnb﹣1) 

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