已知函数.(Ⅰ)若a=4,求曲线f(x)在点(e,f(e))处的切线方程;(Ⅱ)求f(x)的极值;(Ⅲ)若函数f(x)的图象与函数g(x)=1的图象在区间(0,e2]

发布时间:2020-07-31 12:41:03

已知函数.
(Ⅰ)若a=4,求曲线f(x)在点(e,f(e))处的切线方程;
(Ⅱ)求f(x)的极值;
(Ⅲ)若函数f(x)的图象与函数g(x)=1的图象在区间(0,e2]上有公共点,求实数a的取值范围.

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解:(Ⅰ)∵a=4,
∴且.(1分)
又∵,
∴.(3分)
∴f(x)在点(e,f(e))处的切线方程为:,
即4x+e2y-9e=0.(4分)
(Ⅱ)f(x)的定义域为(0,+∞),,(5分)
令f'(x)=0得x=e1-a.
当x∈(0,e1-a)时,f'(x)>0,f(x)是增函数;
当x∈(e1-a,+∞)时,f'(x)<0,f(x)是减函数;(7分)
∴f(x)在x=e1-a处取得极大值,即f(x)极大值=f(e1-a)=ea-1.(8分)
(Ⅲ)(i)当e1-a<e2,即a>-1时,
由(Ⅱ)知f(x)在(0,e1-a)上是增函数,在(e1-a,e2]上是减函数,
∴当x=e1-a时,f(x)取得最大值,即f(x)max=ea-1.
又当x=e-a时,f(x)=0,当x∈(0,e-a]时,f(x)<0,
当x∈(e-a,e2]时,f(x)∈(0,ea-1],
所以,f(x)的图象与g(x)=1的图象在(0,e2]上有公共点,
等价于ea-1≥1,解得a≥1,
又因为a>-1,所以a≥1.(11分)
(ii)当e1-a≥e2,即a≤-1时,f(x)在(0,e2]上是增函数,
∴f(x)在(0,e2]上的最大值为,
∴原问题等价于,解得a≥e2-2,
又∵a≤-1∴无解
综上,a的取值范围是a≥1.(14分)
解析分析:(Ⅰ)求直线方程一般用点斜式,本题中已知切点,故可以根据导数的几何意义,求出该点的导数值,即得曲线在此点处的切线的斜率,然后用点斜式写出切线方程即可(Ⅱ)求出函数的导函数,令导数大于0解出增区间,令导数小于0,解出函数的减区间,然后由极值判断规则确定出极值即可.(Ⅲ)若函数f(x)的图象与函数g(x)=1的图象在区间(0,e2]上有公共点,即在区间(0,e2]上,函数f(x)存在自变量取某个值时,函数值等于1,故问题可以转化为求出函数f(x)最值,保证函数的最大值大于等于1,最小值小于等于1即可得到关于参数a的不等式,解之即得.

点评:本题考点是利用导数研究函数极值,考查了用导数研究函数的单调性以及借助单调性确定函数的极值、最值的位置,解决与极值、最值有关的一些问题,本题综合性较强,涉及到的知识与运算规则较多,题目难度较大,做题时要注意体会本题的这些特点.
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