问题 解答题

已知函数f(x)=ex-ax,其中a>0.

(1)若对一切x∈R,f(x)≥1恒成立,求a的取值集合;

(2)在函数f(x)的图象上取定点A(x1,f(x1)),B(x2,f(x2))(x1<x2),记直线AB的斜率为K,证明:存在x0∈(x1,x2),使f′(x0)=K恒成立.

答案

(1)f′(x)=ex-a,

令f′(x)=0,解可得x=lna;

当x<lna,f′(x)<0,f(x)单调递减,当x>lna,f′(x)>0,f(x)单调递增,

故当x=lna时,f(x)取最小值,f(lna)=a-alna,

对一切x∈R,f(x)≥1恒成立,当且仅当a-alna≥1,①

令g(t)=t-tlnt,则g′(t)=-lnt,

当0<t<1时,g′(t)>0,g(t)单调递增,当t>1时,g′(t)<0,g(t)单调递减,

故当t=1时,g(t)取得最大值,且g(1)=1,

因此当且仅当a=1时,①式成立,

综上所述,a的取值的集合为{1}.

(2)根据题意,k=

f(x2)-f(x1)
x2-x1
=
ex2-ex1
x2-x1
-a,

令φ(x)=f′(x)-k=ex-

ex2-ex1
x2-x1

则φ(x1)=-

ex1
x2-x1
[ex2-x1-(x2-x1)-1],

φ(x2)=

ex2
x2-x1
[ex1-x2-(x1-x2)-1],

令F(t)=et-t-1,则F′(t)=et-1,

当t<0时,F′(t)<0,F(t)单调递减;当t>0时,F′(t)>0,F(t)单调递增,

则F(t)的最小值为F(0)=0,

故当t≠0时,F(t)>F(0)=0,即et-t-1>0,

从而ex2-x1-(x2-x1)-1>0,且

ex1
x2-x1
>0,则φ(x1)<0,

ex1-x2-(x1-x2)-1>0,

ex2
x2-x1
>0,则φ(x2)>0,

因为函数y=φ(x)在区间[x1,x2]上的图象是连续不断的一条曲线,所以存在x0∈(x1,x2),使φ(x0)=0,

即f′(x0)=K成立.

单项选择题 A3/A4型题
解答题