函數(shù)f(x)=|ex-bx|,其中e為自然對數(shù)的底.
(1)當(dāng)b=1時,求曲線y=f(x)在x=1處的切線方程;
(2)若函數(shù)y=f(x)有且只有一個零點,求實數(shù)b的取值范圍;
(3)當(dāng)b>0時,判斷函數(shù)y=f(x)在區(qū)間(0,2)上是否存在極大值.若存在,求出極大值及相應(yīng)實數(shù)b的取值范圍.

解:(1)記g(x)=ex-bx.
當(dāng)b=1時,g′(x)=ex-1.
當(dāng)x>0時,g′(x)>0,所以g(x)在(0,+∞)上為增函數(shù).
又g(0)=1>0,所以當(dāng)x∈(0,+∞)時,g(x)>0.
所以當(dāng)x∈(0,+∞)時,f(x)=|g(x)|=g(x),
所以f′(1)=g′(1)=e-1.
所以曲線y=f(x)在點(1,e-1)處的切線方程為:y-(e-1)=(e-1)(x-1),即y=(e-1)x. …(4分)
(2)f(x)=0同解于g(x)=0,因此,只需g(x)=0有且只有一個解,即方程ex-bx=0有且只有一個解.
因為x=0不滿足方程,所以方程同解于b=. …(6分)
令h(x)=,由h′(x)==0得x=1.
當(dāng)x∈(1,+∞)時,h′(x)>0,h(x)單調(diào)遞增,h(x)∈(e,+∞);
當(dāng)x∈(0,1)時,h′(x)<0,h(x)單調(diào)遞減,h(x)∈(e,+∞);
所以當(dāng)x∈(0,+∞)時,方程b=有且只有一解等價于b=e.…(8分)
當(dāng)x∈(-∞,0)時,h(x)單調(diào)遞減,且h(x)∈(-∞,0),
從而方程b=有且只有一解等價于b∈(-∞,0).
綜上所述,b的取值范圍為(-∞,0)∪{e}. …(10分)
(3)由g′(x)=ex-b=0,得x=lnb.
當(dāng)x∈(-∞,lnb)時,g′(x)<0,g(x)單調(diào)遞減.
當(dāng)x∈(lnb,+∞)時,g′(x)>0,g(x)單調(diào)遞增.
所以在x=lnb時,g(x)取極小值g(lnb)=b-blnb=b(1-lnb).
①當(dāng)0<b≤e時,g(lnb)=b-blnb=b(1-lnb)≥0,從而當(dāng)x∈R時,g(x)≥0.
所以f(x)=|g(x)|=g(x)在(-∞,+∞)上無極大值.
因此,在x∈(0,2)上也無極大值. …(12分)
②當(dāng)b>e時,g(lnb)<0.
因為g(0)=1>0,g(2lnb)=b2-2blnb=b(b-2lnb)>0,
(令k(x)=x-2lnx.由k′(x)=1-=0得x=2,從而當(dāng)x∈(2,+∞)時,k(x)單調(diào)遞增,
又k(e)=e-2>0,所以當(dāng)b>e時,b-2lnb>0.)
所以存在x1∈(0,lnb),x2∈(lnb,2lnb),使得g(x1)=g(x2)=0.
此時f(x)=|g(x)|=
所以f(x)在(-∞,x1)單調(diào)遞減,在(x1,lnb)上單調(diào)遞增,在(lnb,x2)單調(diào)遞減,在(x2,+∞)上單調(diào)遞增. …(14分)
所以在x=lnb時,f(x)有極大值.
因為x∈(0,2),所以當(dāng)lnb<2,即e<b<e2時,f(x)在(0,2)上有極大值;
當(dāng)lnb≥2,即b≥e2 時,f(x)在(0,2)上不存在極大值.
綜上所述,在區(qū)間(0,2)上,當(dāng)0<b≤e或b≥e2時,函數(shù)y=f(x)不存在極大值;
當(dāng)e<b<e2時,函數(shù)y=f(x),在x=lnb時取極大值f(lnb)=b(lnb-1).…(16分)
分析:(1)記g(x)=ex-bx,當(dāng)b=1時,g′(x)=ex-1,從而可得f′(1)=g′(1)=e-1,由此可求切線方程;
(2)f(x)=0同解于g(x)=0,因此,只需g(x)=0有且只有一個解,即方程ex-bx=0有且只有一個解,因為x=0不滿足方程,所以方程同解于b=,分類討論可得當(dāng)x∈(0,+∞)時,方程有且只有一解等價于b=e;當(dāng)x∈(-∞,0)時,方程有且只有一解等價于b∈(-∞,0),從而可得b的取值范圍;
(3)由g′(x)=ex-b=0,得x=lnb,從而可得在x=lnb時,g(x)取極小值g(lnb)=b-blnb=b(1-lnb),再分類討論,即可得到結(jié)論.
點評:本題考查導(dǎo)數(shù)知識的運(yùn)用,考查函數(shù)的單調(diào)性,考查導(dǎo)數(shù)的幾何意義,考查函數(shù)的極值,考查分類討論的數(shù)學(xué)思想,難度較大.
練習(xí)冊系列答案
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設(shè)函數(shù)f(x)=ex(sinx-cosx),若0≤x≤2011π,則函數(shù)f(x)的各極大值之和為
 

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已知函數(shù)f(x)=ex-x
(1)證明:對一切x∈R,都有f(x)≥1
(2)證明:1+
1
2
+
1
3
+…+
1
n
>ln(n+1)(n∈N*).

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定義在實數(shù)集R上的函數(shù)f(x),如果存在函數(shù)g(x)=Ax+B(A,B為常數(shù))使得f(x)≥g(x)對任意的x∈R都成立,則稱
g(x)為函數(shù)f(x)的一個承托函數(shù).以下說法
(1)函數(shù)f(x)=x2-2x不存在承托函數(shù);
(2)函數(shù)f(x)=x3-3x不存在承托函數(shù);
(3)函數(shù)f(x)=
2x
x2-x+1
不存在承托函數(shù);
(4)g(x)=1為函數(shù)f(x)=x4-2x3+x2+1的一個承托函數(shù);
(5)g(x)=x為函數(shù)f(x)=ex-1的一個承托函數(shù).
中正確的個數(shù)為( 。
A、1B、2C、3D、4

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科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:

已知函數(shù)f(x)=ex,g(x)=lnx
(1)若曲線h(x)=f(x)+ax2-ex(a∈R)在點(1,h(1))處的切線垂直于y軸,求函數(shù)h(x)的單調(diào)區(qū)間;
(2)若函數(shù)F(x)=1-
ax
-g(x) (a∈R)
在區(qū)間(0,2)上無極值,求實數(shù)a的取值范圍.

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科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:

函數(shù)f(x)=ex+x-4(e≈2.71828…)的零點所在的一個區(qū)間是( 。

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