问题 解答题
已知函数f(x)=ex-ex.
(Ⅰ)求函数f(x)的最小值;
(Ⅱ)求证:e1+
1
2
+
1
3
+…+
1
n-1
+
1
n
>n+1
(n∈N*);
(Ⅲ)对于函数h(x)与g(x)定义域上的任意实数x,若存在常数k,b,使得h(x)≥kx+b和g(x)≤kx+b都成立,则称直线y=kx+b为函数h(x)与g(x)的“分界线”.设函数h(x)=f(x)-ex+ex+
1
2
x2
,g(x)=elnx,h(x)与g(x)是否存在“分界线”?若存在,求出k,b的值;若不存在,请说明理由.
答案

(Ⅰ)因为f'(x)=ex-e,

令f'(x)=ex-e>0,解得x>1,

令f'(x)=ex-e<0,解得x<1,

所以函数f(x)在(-∞,1)上递减,(1,+∞)上递增,

所以f(x)的最小值为f(1)=0.                   …(3分)

(Ⅱ)证明:由(Ⅰ)知函数f(x)在x=1取得最小值,

所以f(x)≥f(1),

即ex≥ex

两端同时乘以

1
e
得ex-1≥x,

把x换成t+1得et≥t+1,

当且仅当t=0时等号成立.

由et≥t+1得,e1>1+1=2,e

1
2
1
2
+1=
3
2

e

1
3
1
3
+1=
4
3

e

1
n-1
1
n-1
+1=
n
n-1
e
1
n
1
n
+1=
n+1
n

将上式相乘得

e1+

1
2
+
1
3
+…+
1
n-1
+
1
n
>2×
3
2
×
4
3
×…×
n
n-1
×
n+1
n
=n+1.…(9分)

(Ⅲ)设F(x)=h(x)-g(x)=

1
2
x2-elnx(x>0).

F′(x)=x-

e
x
=
x2-e
x
=
(x+
e
)(x-
e
)
x

所以当0<x<

e
时,F'(x)<0;

x>

e
时,F'(x)>0.

因此x=

e
时F(x)取得最小值0,

则h(x)与g(x)的图象在x=

e
处有公共点(
e
1
2
e)

设h(x)与g(x)存在“分界线”,

方程为y-

1
2
\user2e=k(x-
e
).

h(x)≥kx+

1
2
e-k
e
在x∈R恒成立,

x2-2kx-e+2k

e
≥0在x∈R恒成立.

所以△=4k2+4e-8k

e
=4(k-
e
)2≤0成立.

因此k=

e

下面证明g(x)≤

e
x-
1
2
e(x>0)成立.

G(x)=elnx-

e
x+
1
2
e,

G′(x)=

e
x
-
e
=
e-
e
x
x

所以当0<x<

e
时,G'(x)>0;

x>

e
时,G'(x)<0.

因此x=

e
时G(x)取得最大值0,

g(x)≤

e
x-
1
2
e(x>0)成立.

所以k=

e
b=-
1
2
e
.…(14分)

材料分析题

材料一:“离心机”训练是航天员提高超重耐力最有效的形式。在圆圆的大厅里,杨利伟坐进一只8米多长铁臂夹着的圆筒里。在时速100公里高速旋转中,他面部肌肉开始变形下垂,前额高高凸起。做骨盆方向超重时,他的血液被压向下肢,头脑缺血眩晕;做胸背方向超重时,他的前胸后背像压了块几百斤重的巨石,造成心跳加快,呼吸困难。每做一次训练,他都要付出巨大的体力消耗,但他最终还是取得了胜利。

材料二:卡耐尔·桑达斯是肯德基炸鸡的创始人。65岁时他开始经营餐馆,生意兴隆。但是,由于修路,他的餐馆搬迁,顾客由此骤减,最终倒闭。但卡耐尔在失败面前没有放弃。他想,餐馆虽然倒闭了,但可以把制作炸鸡的秘方转让给其他人。于是,他开始遍访美国国内的餐馆,教给各家制作炸鸡的秘诀──调味法。每售出一份炸鸡,他可以获得5美分的回报。5年之后,出售这种炸鸡的餐馆遍及美国和加拿大,已达400余家。

(1)上述材料共同反映了怎样的意志品质?

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(2)坚强的意志品质对我们取得成功有什么重要意义?

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(3)怎样才能培养和锻炼自己具有坚强的意志?

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(4)请你写两句能体现坚强意志品质的名言。

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单项选择题