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已知函数f(x)=(mx+n)e-x(m,n∈R,e是自然对数的底) (1)若函...

已知函数f(x)=(mx+n)e-x(m,n∈R,e是自然对数的底)
(1)若函数f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为x+ey-3=0,试确定函数f(x)的单调区间;
(2)①当n=-1,m∈R时,若对于任意manfen5.com 满分网,都有f(x)≥x恒成立,求实数m的最小值;
②当m=n=1时,设函数g(x)=xf(x)+tf'(x)+e-x(t∈R),是否存在实数a,b,c∈[0,1],使得g(a)+g(b)<g(c)?若存在,求出t的取值范围;若不存在,说明理由.
(1)求导函数,利用函数f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为x+ey-3=0,可得f(1)=,f′(1)=-,从而可得函数的解析式,利用导数的正负可得函数的单调区间; (2)①对于任意,都有f(x)≥x恒成立,等价于m≥,对于任意恒成立,构造函数可得φ(x)的最大值是φ()和φ(2)中的较大的一个,由此可求m的最小值; ②假设存在a,b,c∈[0,1],使得g(a)+g(b)<g(c),则问题等价于2g(x)min<g(x)max,1求导函数,分类讨论求出函数的最值,即可求得结论. 【解析】 (1)由题意,f′(x)= ∵函数f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为x+ey-3=0 ∴f(1)=,f′(1)=- ∴, ∴m=1,n=1 ∴f(x)=(x+1)e-x,f′(x)= 令f′(x)>0,可得x<0,令f′(x)<0,可得x>0, ∴f(x)在(0,+∞)上单调递减,在(-∞,0)上单调递增; (2)①当n=-1,m∈R时,,即m≥ 对于任意,都有f(x)≥x恒成立,等价于m≥,对于任意恒成立 记φ(x)=,则φ′(x)= 记h(x)=,则h′(x)=>0对于任意恒成立, ∴h(x)=在上单调递增 ∵ ∴φ′(x)=在上有唯一的零点x, ∴x∈(,x),φ′(x)<0,x∈(x,2),φ′(x)>0 ∴φ(x)在(,x)上单调递减,在(x,2)上单调递增 ∴φ(x)的最大值是φ()和φ(2)中的较大的一个 ∴m≥φ()且m≥φ(2) ∴m≥+2且m≥ ∴m的最小值为; ②假设存在a,b,c∈[0,1],使得g(a)+g(b)<g(c),则问题等价于2g(x)min<g(x)max, ∵g(x)=xf(x)+tf'(x)+e-x=,∴g′(x)= 当t≥1时,在[0,1]上g′(x)≤0,∴g(x)在[0,1]上单调递减,∴2g(1)<g(0),∴2×<1,∴; 当t≤0时,在[0,1]上g′(x)≥0,∴g(x)在[0,1]上单调递增,∴2g(0)<g(1),∴2<,∴t<3-2e<0; 当0<t<1时,在[0,t)上,g′(x)<0,∴g(x)在[0,t)上单调递减,在(t,1]上,g′(x)>0,∴g(x)在(t,1]上单调递增,∴2g(t)<max{g(0),g(1)} ∴2× 由(1)知f(t)=在[0,1]上单调递减,故, ∵ ∴2×无解 综上所述,存在t∈(-∞,3-2e)∪(3-,+∞),使得命题成立.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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