问题
解答题
已知f(x)=x-e
(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:
|
答案
(Ⅰ)由f(x)=x-e
(a>0),得:f′(x)=1-x a
e1 a
,则f′(0)=1-x a
,f(0)=-1.1 a
∴曲线y=f(x)在x=0的切线l的方程为y=(1-
)x-1.1 a
若l与曲线y=ex相切,设切点为(x0,y0),则
①.ex0=1- 1 a ex0=(1-
)x0-11 a
由a>0,得:0<ex0=1-
<1,∴x0<0,1 a
由①得x0=1+
>1.与x0<0矛盾.1 1- 1 a
∴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-
e1 a
=0,即x=alna.x a
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
,x2=ex1 a
,x2 a
∴
=ex1 x2
(x1-x2)<e1 a
(a-alna)=1 a
.e a