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已知函数f(x)=eax-x,其中a≠0. (1)若对一切x∈R,f(x)≥1恒...

已知函数f(x)=eax-x,其中a≠0.
(1)若对一切x∈R,f(x)≥1恒成立,求a的取值集合.
(2)在函数f(x)的图象上取定两点A(x1,f(x1)),B(x2,f(x2)(x1<x2),记直线AB的斜率为K,问:是否存在x∈(x1,x2),使f′(x)>k成立?若存在,求x的取值范围;若不存在,请说明理由.
(1)先确定a>0,再求导函数,确定函数的单调性,可得时,f(x)取最小值 故对一切x∈R,f(x)≥1恒成立,则,构建新函数g(t)=t-tlnt,则g′(t)=-lnt,确定函数的单调性,求出函数的最大值,由此即可求得a的取值集合; (2)由题意知,,构建新函数φ(x)=f′(x)-k=,则,,构建函数F(t)=et-t-1,从而可证明φ(x1)<0,φ(x2)>0,由此即可得到存在x∈(x1,x2),使f′(x)>k成立. 【解析】 (1)若a<0,则对一切x>0,函数f(x)=eax-x<1,这与题设矛盾, ∵a≠0,∴a>0 ∵f′(x)=aeax-1,令f′(x)=0,可得 令f′(x)<0,可得,函数单调减;令f′(x)>0,可得,函数单调增, ∴时,f(x)取最小值 ∴对一切x∈R,f(x)≥1恒成立,则① 令g(t)=t-tlnt,则g′(t)=-lnt 当0<t<1时,g′(t)>0,g(t)单调递增;当t>1时,g′(t)<0,g(t)单调递减 ∴t=1时,g(t)取最大值g(1)=1 ∴当且仅当=1,即a=1时,①成立 综上所述,a的取值集合为{1}; (2)由题意知, 令φ(x)=f′(x)-k=,则 令F(t)=et-t-1,则F′(t)=et-1 当t<0时,F′(t)<0,函数单调减;当t>0时,F′(t)>0,函数单调增; ∴t≠0时,F(t)>F(0)=0,即et-t-1>0 ∴, ∵>0, ∴φ(x1)<0,φ(x2)>0 ∴存在c∈(x1,x2),φ(c)=0 ∵φ′(x)单调递增,故这样的c是唯一的,且 当且仅当x∈(,x2)时,f′(x)>k 综上所述,存在x∈(x1,x2),使f′(x)>k成立,且x的取值范围为(,x2)
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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