问题 解答题

已知函数f(x)=ex+ax,g(x)=exlnx(e 是自然对数的底数)。

(1)若曲线y= f(x)在x=1处的切线也是抛物线y2=4(x-1)的切线,求a的值;

(2)若对于任意x∈R,f(x)>0恒成立,试确定实数a的取值范围;

(3)当a=-1时,是否存在x0∈(0,+∞),使曲线C:y= g(x)- f(x)在点x=x0处的切线斜率与f(x)在R上的最小值相等?若存在,求符合条件的x0的个数;若不存在,请说明理由。

答案

解:(1)f'(x)=ex+a,f'(1)=e+a,

所以在x=1处的切线为y-(e+a)=(e+a)(x-1),

即y=(e+a)x,

与y2=4(x-1)联立,

消去y得(e+a)2x2-4x+4=0,

由Δ=0知,a=1-e或a=-1-e。

(2)f'(x)=ex+a

①当a>0时,f'(x)>0,f(x)在R上单调递增,且当x→-∞时,ex→0,ax→-∞

∴f(x)→-∞,故f(x)>0不恒成立,所以a>0不合题意;

②当a=0时,f(x)=ex>0对x∈R恒成立,所以a=0符合题意;

③当a<0时,令f'(x)=e2+a=0,得x=ln(-a),

当x∈(-∞,ln(-a))时,f'(x)<0,

当x∈(ln(-a),+∞)时,f'(x)>0,

故f(x)在(-∞,ln(-a))上单调递减,

在(ln(-a),+∞)上单调递增

所以[f(x)]min= f(ln(-a))=-a+aln(-a)>0,

∴a>-e

又a<0,

∴a∈(-e,0)

综上,实数a的取值范围为(-e,0]。

(3)当a=-1时,由(2)知[f(x)] min= f(ln(-a))=-a+aln(-a)=1

设h(x)=g(x)- f(x)=exlnx-ex+x

则h'(x)=

假设存在实数x0∈(0,+∞),使曲线C:y=g(x)-f(x)在点x=x0处的切线斜率与f(x)在R上的最小值相等,

x0即为方程h'(x)=1的解

令h'(x)=1得:

在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,

∴φ(x)≥φ(1)=0,故方程有唯一解为1

所以存在符合条件的x0,且仅有一个。

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