问题 解答题
已知函数f(x)=ekx(k是不为零的实数,e为自然对数的底数).
(1)若曲线y=f(x)与y=x2有公共点,且在它们的某一公共点处有共同的切线,求k的值;
(2)若函数h(x)=f(x)(x2-2kx-2)在区间(k,
1
k
)
内单调递减,求此时k的取值范围.
答案

(1)设曲线y=f(x)与y=x2有共同切线的公共点为P(x0,y0),

ekx0=

x20
          ①,

又∵y=f(x)与y=x2在点P(x0,y0)处有共同切线,

且f′(x)=kekx,(x2)′=2x,

kekx0=2x0     ②,

由①②解得,k=±

2
e
.                   

(2)由f(x)=ekx得,函数h(x)=(x2-2kx-2)ekx

∴(h(x))′=[kx2+(2-2k2)x-4k]ekx

=k[x2+(

2
k
-2k)x-4]ekx=k(x-2k)(x+
2
k
)ekx
.              

又由区间(k,

1
k
)知,
1
k
>k

解得0<k<1,或k<-1.             

①当0<k<1时,

由(h(x))'=k(x-2k)(x+

2
k
)ekx<0,得-
2
k
<x<2k

即函数h(x)的单调减区间为(-

2
k
,2k),

要使h(x)=f(x)(x2-2kx-2)在区间(k,

1
k
)内单调递减,

则有

0<k<1
k≥-
2
k
1
k
≤2k
,解得
2
2
≤k<1
.                                 

②当k<-1时,

由(h(x))'=k(x-2k)(x+

2
k
)ekx<0,得x<2k或x>-
2
k

即函数h(x)的单调减区间为(-∞,2k)和(-

2
k
,+∞),

要使h(x)=f(x)(x2-2kx-2)在区间(k,

1
k
)内单调递减,

则有

k<-1
1
k
≤2k
,或
k<-1
k≥-
2
k

这两个不等式组均无解.

综上,当

2
2
≤k<1时,

函数h(x)=f(x)(x2-2kx-2)在区间(k,

1
k
)内单调递减.

单项选择题
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