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解答题已知函数f(x)=ex 直线l的方程为y=kx+b.(1)若直线l是曲线y=f(

时间:2022-07-19 12:48:56

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解答题已知函数f(x)=ex 直线l的方程为y=kx+b.(1)若直线l是曲线y=f(

问题补充:

解答题已知函数f(x)=ex,直线l的方程为y=kx+b.

(1)若直线l是曲线y=f(x)的切线,求证:f(x)≥kx+b对任意x∈R成立;

(2)若f(x)≥kx+b对任意x∈R成立,求实数k、b应满足的条件.

答案:

解:(1)证明:∵f(x)=ex

记切点为T(t,et),

∴切线l的方程为y-et=et(x-t)

即y=etx+et(1-t)(3分)

∴.

记函数F(x)=f(x)-kx-b,

∴F(x)=ex-etx-et(1-t)

∴F(x)=ex-et

∴F(x)在x∈(-∞,t)上为减,在x∈(t,+∞)为增

故Fmin(x)=F(t)=et-ett-et(1-t)=0

故F(x)=f(x)-kx-b≥0

即f(x)≥kx+b对任意x∈R成立(7分)

(2)∵f(x)≥kx+b对任意x∈R成立,

即ex≥kx+b对任意x∈R成立

①当k<0时,取,

∴,而kx0+b=|b|+1+b≥1

∴,

∴k<0不合题意.

②当k=0时,若b≤0,则ex≥kx+b对任意x∈R成立

若b>0取,

∴,而kx1+b=b

∴,

∴k=0且b>0不合题意,

故k=0且b≤0不合题意(10分)

③当k>0时,

令G(x)=ex-kx-b,G(x)=ex-k,由G(x)=0,得x=lnk,

所以G(x)在(-∞,lnk)上单减,(lnk,+∞)单增

故G(x)≥G(lnk)=k-klnk-b≥0

∴(13分)

综上所述:满足题意的条件是或(14分解析分析:(1)先求出曲线y=f(x)的切线y-et=et(x-t),再利用直线l是曲线y=f(x)的切线可以求得,再构造函数F(x)=f(x)-kx-b,利用其导函数研究出其单调性进而求出其最小值大于等于0即可.(2)先把问题转化为ex≥kx+b对任意x∈R成立,下面再分情况求出满足要求的实数k、b的范围即可.点评:本题主要考查利用导数求闭区间上函数的最值以及函数恒成立问题,是对函数知识以及导数知识的综合考查,属于中档题.

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