问题 解答题

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.

答案

(I) 因为S(t)=

1
2
|t-a|et,其中t≠a…(2分)

当a=0,S(t)=

1
2
|t|et,其中t≠0

当t>0时,S(t)=

1
2
tetS′(t)=
1
2
(t+1)et

所以S'(t)>0,所以S(t)在(0,+∞)上递增,…(4分)

当t<0时,S(t)=-

1
2
tetS′(t)=-
1
2
(t+1)et

S′(t)=-

1
2
(t+1)et>0,解得t<-1,所以S(t)在(-∞,-1)上递增

S′(t)=-

1
2
(t+1)et<0,解得t>-1,所以S(t)在(-1,0)上递减 …(7分)

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)=

1
2
|t-a|et,其中t≠a

当a>2,t∈[0,2]时,S(t)=

1
2
(a-t)et

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)=-

1
2
[t-(a-1)]et,令S'(t)=0,得t=a-1…(8分)

当a-1≥2时,即a≥3时S′(t)=-

1
2
[t-(a-1)]et>0对t∈(0,2)成立,S(t)单调递增,

所以当t=2时,S(t)取得最大值S(2)=

1
2
(a-2)e2

1
2
(a-2)e2≥e,解得   a≥
2
e
+2

所以a≥3…(10分)

当a-1<2时,即a<3时S′(t)=-

1
2
[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,

所以当t=a-1时,S(t)取得最大值S(a-1)=

1
2
ea-1

S(a-1)=

1
2
ea-1≥e,解得a≥ln2+2,

所以ln2+2≤a<3…(12分)

综上所述,ln2+2≤a…(13分)

单项选择题
单项选择题 A1/A2型题