已知函数f(x)=ex,A(a,0)为一定点,直线x=t(t≠0)分别与函数f(x)的图象和x轴交于点M,N,记△AMN的面积为S(t).
(Ⅰ)当a=0时,求函数S(t)的单调区间;
(Ⅱ)当a>2时,若∃t0∈[0,2],使得S(t0)≥e,求a的取值范围.
(I) 因为S(t)=
|t-a|et,其中t≠a…(2分)1 2
当a=0,S(t)=
|t|et,其中t≠01 2
当t>0时,S(t)=
tet,S′(t)=1 2
(t+1)et,1 2
所以S'(t)>0,所以S(t)在(0,+∞)上递增,…(4分)
当t<0时,S(t)=-
tet,S′(t)=-1 2
(t+1)et,1 2
令S′(t)=-
(t+1)et>0,解得t<-1,所以S(t)在(-∞,-1)上递增1 2
令S′(t)=-
(t+1)et<0,解得t>-1,所以S(t)在(-1,0)上递减 …(7分)1 2
综上,S(t)的单调递增区间为(0,+∞),(-∞,-1),S(t)的单调递增区间为(-1,0)
(II)因为S(t)=
|t-a|et,其中t≠a1 2
当a>2,t∈[0,2]时,S(t)=
(a-t)et1 2
因为∃t0∈[0,2],使得S(t0)≥e,所以S(t)在[0,2]上的最大值一定大于等于e,
S′(t)=-
[t-(a-1)]et,令S'(t)=0,得t=a-1…(8分)1 2
当a-1≥2时,即a≥3时S′(t)=-
[t-(a-1)]et>0对t∈(0,2)成立,S(t)单调递增,1 2
所以当t=2时,S(t)取得最大值S(2)=
(a-2)e21 2
令
(a-2)e2≥e,解得 a≥1 2
+2,2 e
所以a≥3…(10分)
当a-1<2时,即a<3时S′(t)=-
[t-(a-1)]et>0对t∈(0,a-1)成立,S(t)单调递增,S′(t)=-1 2
[t-(a-1)]et<0对t∈(a-1,2)成立,S(t)单调递减,1 2
所以当t=a-1时,S(t)取得最大值S(a-1)=
ea-1,1 2
令S(a-1)=
ea-1≥e,解得a≥ln2+2,1 2
所以ln2+2≤a<3…(12分)
综上所述,ln2+2≤a…(13分)