已知函数f(x)=ax2,g(x)=2elnx,(e为自然对数的底数).
(1)求F(x)=f(x)-g(x)的单调区间,若F(x)有最值,请求其最值;
(2)是否存在正常数a,使f(x)与g(x)的图象有且只有一个公共点,且在该公共点处有共同的切线?若存在,求出a的值,以及公共点坐标和公切线方程;若不存在,请说明理由.
(1)求导数得
F'(x)=f'(x)-g'(x)=2ax-
=2e x
.(x>0)2ax2-2e x
①当a≤0时,F'(x)<0在(0,+∞)上恒成立
此时,F(x)在(0,+∞)上为减函数,没有最值;
②当a>0时,解方程F'(x)=0,得x=e a
在(0,
)上F(x)为减函数,在(e a
,+∞)上F(x)为增函数e a
因此F(x)在(0,+∞)上有最小值F(
)=e-2elne a
=elna;没有最大值e a
综上所述,当a≤0时,F(x)没有最值;
当a>0时,F(x)有最小值F(
)=elna,没有最大值.e a
(2)假设存在正常数a,使f(x)与g(x)的图象有且只有一个公共点,
则函数y=F(x)有且仅有一个零点
结合(1)的结论,可得只需F(x)的最小值等于0
因此有a>0,且elna=0,解得a=1
[F(x)]min=f(
)-g(e
)=0,即f(e
)=g(e
)=ee
∴f(x)与g(x)图象的公共点为(
,e)e
又∵f'(
)=g'(e
)=2e e
∴f(x)与g(x)的图象在(
,e)处有公共的切线e
切线方程为y-e=2
(x-e
),即y=2e
x-ee
综上所述,得存在正常数a=1,使f(x)与g(x)的图象有且只有一个公共点,
且在该公共点处有共同的切线,公切线方程为y=2
x-e.e