问题
解答题
已知向量m=(ex,ln x+k),n=(1,f(x)],m∥n(k为常数),曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线与y轴垂直,F(x)=xexf′(x).
(1)求k的值及F(x)的单调区间;
(2)已知函数g(x)=-x2+2ax(a为正实数),若对于任意x2∈[0,1],总存在x1∈(0,+∞),使得g(x2)<F(x1),求实数a的取值范围.
答案
(1)k=1,F(x)的增区间为,减区间为
.(2)
(1)由已知,得f(x)=,∴f′(x)=
,由已知,f′(1)=
=0,∴k=1,∴F(x)=xexf′(x)=x
=1-xln x-x,所以F′(x)=-ln x-2,由F′(x)=-ln x-2≥0⇒0<x≤
,由F′(x)=-ln x-2≤0⇒x≥
∴F(x)的增区间为
,减区间为
.
(2)∵对于任意x2∈[0,1],总存在x1∈(0,+∞),
使得g(x2)<F(x1),∴g(x)max<F(x)max .
由(1)知,当x=时,F(x)取得最大值F
=1+
.
对于g(x)=-x2+2ax,其对称轴为x=a,
当0<a≤1时,g(x)max=g(a)=a2,∴a2<1+,从而0<a≤1,当a>1时,g(x)max=g(1)=2a-1,∴2a-1<1+
,从而1<a<1+
.
综上可知:实数a的取值范围是.