问题 解答题
已知函数f(x)=ex,x∈R.
(Ⅰ) 求f(x)的反函数的图象上的点(1,0)处的切线方程;
(Ⅱ) 证明:曲线y=f(x)与曲线y=
1
2
x
2
+x+1
有唯一公共点.
(Ⅲ) 设a<b,比较f(
a+b
2
)与
f(b)-f(a)
b-a
的大小,并说明理由.
答案

(I)函数f(x)=ex的反函数为g(x)=lnx,

g(x)=

1
x
,∴g(1)=1,

∴f(x)的反函数的图象上的点(1,0)处的切线方程为y-0=1×(x-1),即y=x-1;

(Ⅱ)证明:令h(x)=f(x)-(

1
2
x2+x+1)=ex-
1
2
x2-x-1

则h(x)=ex-x-1,

h′′(x)=ex-1,

当x>0时,h′′(x)>0,h(x)单调递增;当x<0时,h′′(x)<0,h(x)单调递减,

故h(x)在x=0取得极小值,即最小值,

∴h(x)≥h(0)=0,

∴函数y=h(x)在R上单调递增,最多有一个零点,

而x=0时,满足h(0)=0,是h(x)的一个零点.

所以曲线y=f(x) 与曲线y=

1
2
x2+x+1有唯一公共点(0,1).

(Ⅲ) 

f(a)+f(b)
2
-
f(b)-f(a)
b-a
=
(b-a+2)f(a)+(b-a-2)f(b)
2(b-a)

=

(b-a+2)ea+(b-a-2)eb
2(b-a)

=

(b-a+2)+(b-a-2)eb-a
2(b-a)
ea

令g(x)=x+2+(x-2)ex(x>0),则g(x)=1+(x-1)ex

g′′(x)=xex>0,∴g(x)在(0,+∞)上单调递增,且g(0)=0,

∴g(x)>0,∴g(x)在(0,+∞)上单调递增,而g(0)=0,∴在(0,+∞)g(x)>0.

∵当x>0时,g(x)=x+2+(x-2)•ex>0,且a<b,

(b-a+2)+(b-a-2)eb-a
2(b-a)
ea>0,

即当a<b时,f(

a+b
2
)>
f(b)-f(a)
b-a

单项选择题
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