已知函数f(x)=kex,g(x)=[1/k]lnx,其中k>0.若函数f(x),g(x)在它们的图象与坐标轴交点处的切

已知函数f(x)=kex,g(x)=[1/k]lnx,其中k>0.若函数f(x),g(x)在它们的图象与坐标轴交点处的切线互相平行.
(1)求k的值;
(2)是否存在直线l,使得l同时是函数f(x),g(x)的切线?说明理由.
(3)若直线x=a(a>0)与f(x)、g(x)的图象分别交于A、B两点,直线y=b(b>0)与h(x)的图象有两个不同的交点C、D.记以A、B、C、D为顶点的凸四边形面积为S,求证:S>2.
鱼香肉丝哦 1年前 已收到1个回答 举报

牛烘烘 花朵

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解题思路:(1)利用函数f(x),g(x)在它们的图象与坐标轴交点处的切线互相平行,建立方程,即可求k的值;
(2)假设存在直线l同时是函数f(x),g(x)的切线,设l与f(x),g(x)分别相切于点M(m,em),N(n,lnn)(n>0),则em=[1/n],且em(1-m)=lnn-1,要说明l是否存在,只需说明上述方程组是否有解.令h(m)=em(1-m)+m+1,因为h(1)=2>0,h(2)=-e2+3<0,所以方程em(1-m)+m+1=0有解,则方程组有解,即可得出结论;
(3)证明AB=|ex0-lnx0|>2,CD=|x2-x1|=|eu-lnu|>2,即可证明结论.

(1)f(x),g(x)与坐标轴的交点分别为(0,k),(1,0),
由f(x)=kex,g(x)=[1/k]lnx,得f′(x)=kex,g′(x)=[1/kx],
由题意知f′(0)=g′(1),即k=[1/k],又k>0,所以k=1.…2分
(2)假设存在直线l同时是函数f(x),g(x)的切线,
设l与f(x),g(x)分别相切于点M(m,em),N(n,lnn)(n>0),
则l:y-em=em(x-m)或表示为y-lnn=[1/n](x-n),
则em=[1/n],且em(1-m)=lnn-1,要说明l是否存在,只需说明上述方程组是否有解.…4分
由em=[1/n]得n=e-m,代入em(1-m)=lnn-1,得em(1-m)=-m-1,即em(1-m)+m+1=0,
令h(m)=em(1-m)+m+1,
因为h(1)=2>0,h(2)=-e2+3<0,所以方程em(1-m)+m+1=0有解,则方程组有解,
故存在直线l,使得l同时是函数f(x),g(x)的切线. …8分
(3)证明:设A(x0,ex0),B(x0,lnx0),则AB=|ex0-lnx0|,
设F(x)=ex0-lnx0,∴G(x)=F′(x)=ex0-[1
x0,
∴G′(x)=ex0+
1
x02>0,即G(x)在(0,+∞)上单调递增,
又G(0.5)=
e-2<0,G(1)=e-1>0,
故G(x)在(0,+∞)上有唯一零点,设为t∈(0.5,1),则et-
1/t]=0,因此t=-lnt,
当x∈(0,t)时,F′(x)=G(x)<G(t)=0,∴F(x)在(0,t)上单调递减;
当x∈(t,+∞)时,F′(x)=G(x)>G(t)=0,∴F(x)在(t,+∞)上单调递增,
因此F(x)≥F(t)=et-lnt=[1/t]+t,
由于t∈(0.5,1),∴F(x)=[1/t]+t>2,则AB=|ex0-lnx0|>2.…14分
设C(x1,ex1),D(x2,lnx2),则ex1=lnx2,令ex1=lnx2=u,则x1=lnu,x2=eu
∴CD=|x2-x1|=|eu-lnu|>2,
故S=[1/2]AB•CD>[1/2]•2•2=2.…16分.

点评:
本题考点: 导数在最大值、最小值问题中的应用;利用导数研究曲线上某点切线方程.

考点点评: 本题考查导数知识的综合运用,考查导数的几何意义,考查函数的单调性,考查函数的构造,难度大.

1年前

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