问题 解答题

设函数f(x)=ex,其中e为自然对数的底数.

(Ⅰ)求函数g(x)=f(x)-ex的单调区间;

(Ⅱ)记曲线y=f(x)在点P(x0,f(x0))(其中x0<0)处的切线为l,l与x轴、y轴所围成的三角形面积为S,求S的最大值.

答案

(Ⅰ)由已知g(x)=ex-ex,

所以g'(x)=ex-e,…(1分)

由g'(x)=ex-e=0,得x=1,

所以,在区间(-∞,1)上,g'(x)<0,

函数g(x)在区间(-∞,1)上单调递减;

在区间(1,+∞)上,g'(x)>0,

函数g(x)在区间(1,+∞)上单调递增;                      …(4分)

即函数g(x)的单调递减区间为(-∞,1),单调递增区间为(1,+∞).

(Ⅱ)因为f'(x)=ex

所以曲线y=f(x)在点P处切线为l:y-ex0=ex0(x-x0).…(6分)

切线l与x轴的交点为(x0-1,0),与y轴的交点为(0,ex0-x0ex0),…(8分)

因为x0<0,所以S=

1
2
(1-x0)(1-x0)ex0=
1
2
(1-2x0+
x20
)ex0

S′=

1
2
ex0(
x20
-1),

∴在区间(-∞,-1)上,函数S(x0)单调递增,在区间(-1,0)上,函数S(x0)单调递减.…(10分)

所以,当x0=-1时,S有最大值,此时S=

2
e

所以,S的最大值为

2
e
.…(12分)

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