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已知函数f(x)=x-1+aex(∈R,e为∈自然对数的底数).(1)求函数f(x)的极值;(2)当a=1时,若直线l:y=kx-1与曲线y=f(x)没有公共点,求k的最大值.
题目详情
已知函数f(x)=x-1+
(∈R,e为∈自然对数的底数).
(1)求函数f(x)的极值;
(2)当a=1时,若直线l:y=kx-1与曲线y=f(x)没有公共点,求k的最大值.
a |
ex |
(1)求函数f(x)的极值;
(2)当a=1时,若直线l:y=kx-1与曲线y=f(x)没有公共点,求k的最大值.
▼优质解答
答案和解析
(1)由f(x)=x-1+
,可得导数f′(x)=1-
,
①当a≤0时,f′(x)>0,
f(x)为(-∞,+∞)上的增函数,则f(x)无极值;
②当a>0时,由f′(x)=0,得ex=a,即x=lna,
x∈(-∞,lna),f′(x)<0,x∈(lna,+∞),f′(x)>0,
即有f(x)在∈(-∞,lna)上单调递减,在(lna,+∞)上单调递增,
故f(x)在x=lna处取到极小值,且极小值为f(lna)=lna,无极大值.
综上,当a≤0时,f(x)无极值;
当a>0时,f(x)在x=lna处取到极小值lna,无极大值;
(2)当a=1时,f(x)=x-1+
,
令g(x)=f(x)-(kx-1)=(1-k)x+
,
则直线l:y=kx-1与曲线y=f(x)没有公共点,
等价于方程g(x)=0在R上没有实数解.
假设k>1,此时g(0)=1>0,g(
)=-1+
<0,
又函数g(x)的图象连续不断,由零点存在定理可知g(x)=0在R上至少有一解,
与“方程g(x)=0在R上没有实数解”矛盾,故k≤1.
又k=1时,g(x)=
>0,知方程g(x)=0在R上没有实数解,
所以k的最大值为1.
a |
ex |
a |
ex |
①当a≤0时,f′(x)>0,
f(x)为(-∞,+∞)上的增函数,则f(x)无极值;
②当a>0时,由f′(x)=0,得ex=a,即x=lna,
x∈(-∞,lna),f′(x)<0,x∈(lna,+∞),f′(x)>0,
即有f(x)在∈(-∞,lna)上单调递减,在(lna,+∞)上单调递增,
故f(x)在x=lna处取到极小值,且极小值为f(lna)=lna,无极大值.
综上,当a≤0时,f(x)无极值;
当a>0时,f(x)在x=lna处取到极小值lna,无极大值;
(2)当a=1时,f(x)=x-1+
1 |
ex |
令g(x)=f(x)-(kx-1)=(1-k)x+
1 |
ex |
则直线l:y=kx-1与曲线y=f(x)没有公共点,
等价于方程g(x)=0在R上没有实数解.
假设k>1,此时g(0)=1>0,g(
1 |
k-1 |
1 | ||
e
|
又函数g(x)的图象连续不断,由零点存在定理可知g(x)=0在R上至少有一解,
与“方程g(x)=0在R上没有实数解”矛盾,故k≤1.
又k=1时,g(x)=
1 |
ex |
所以k的最大值为1.
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