问题 解答题
已知f(x)=x-e
x
a
 (a>0)

(Ⅰ)判断曲线y=f(x)在x=0的切线能否与曲线y=ex相切?并说明理由;
(Ⅱ)若x∈[a,2a]求f(x)的最大值;
(Ⅲ)若f(x1)=f(x2)=0(x1<x2),求证:
x1
x2
e
a
答案

(Ⅰ)由f(x)=x-e

x
a
 (a>0),得:f(x)=1-
1
a
e
x
a
,则f(0)=1-
1
a
,f(0)=-1.

∴曲线y=f(x)在x=0的切线l的方程为y=(1-

1
a
)x-1.

若l与曲线y=ex相切,设切点为(x0,y0),则

ex0=1-
1
a
ex0=(1-
1
a
)x0-1
①.

由a>0,得:0<ex0=1-

1
a
<1,∴x0<0,

由①得x0=1+

1
1-
1
a
>1.与x0<0矛盾.

∴曲线y=f(x)在x=0的切线不能与曲线y=ex相切.

(Ⅱ)令f(x)=0,得1-

1
a
e
x
a
=0,即x=alna.

由f(x)>0,得x<alna,由f(x)<0,得:x>alna.

∴f(x)在(-∞,alna]上为增函数,在[alna,+∞)上为减函数.

∴当a>alna,即a<e时,f(x)max=f(a)=a-e.

当a≤alna≤2a,即e≤a≤e2时,f(x)max=f(alna)=alna-a.

当2a<alna,即a>e2时,f(x)max=f(2a)=2a-e2

(Ⅲ)证明:由(Ⅱ)知f(x)max=f(alna)=alna-a.

∵f(x1)=f(x2)=0,∴f(x)max=f(alna)=alna-a>0.

∴lna>1,得:a>e,∴f(a)=a-e>0,且f(alna)>0.

得x2-x1>alna-a,又x1=e

x1
a
x2=e
x2
a

x1
x2
=e
1
a
(x1-x2)
e
1
a
(a-alna)
=
e
a

单项选择题
单项选择题