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  • 已知a∈R,函數(shù)f(x)=a/x+lnx?1,g(x)=(lnx-1)ex+x(其中e為自然對數(shù)的底數(shù)). (1)求函數(shù)f(x)在區(qū)間(0,e]上的最小值; (2)是否存在實數(shù)x0∈(0,e],使曲線y=g(x)在點x=x0處的切線

    已知a∈R,函數(shù)f(x)=
    a
    x
    +lnx?1
    ,g(x)=(lnx-1)ex+x(其中e為自然對數(shù)的底數(shù)).
    (1)求函數(shù)f(x)在區(qū)間(0,e]上的最小值;
    (2)是否存在實數(shù)x0∈(0,e],使曲線y=g(x)在點x=x0處的切線與y軸垂直?若存在,求出x0的值;若不存在,請說明理由.
    數(shù)學人氣:492 ℃時間:2019-08-20 14:35:06
    優(yōu)質解答
    (1)∵f(x)=
    a
    x
    +lnx?1
    ,
    f′(x)=?
    a
    x2
    +
    1
    x
    x?a
    x2

    令f'(x)=0,得x=a.
    ①若a≤0,則f'(x)>0,f(x)在區(qū)間(0,e]上單調遞增,此時函數(shù)f(x)無最小值.
    ②若0<a<e,當x∈(0,a)時,f'(x)<0,函數(shù)f(x)在區(qū)間(0,a)上單調遞減,
    當x∈(a,e]時,f'(x)>0,函數(shù)f(x)在區(qū)間(a,e]上單調遞增,
    所以當x=a時,函數(shù)f(x)取得最小值lna
    ③若a≥e,則f'(x)≤0,函數(shù)f(x)在區(qū)間(0,e]上單調遞減,
    所以當x=e時,函數(shù)f(x)取得最小值
    a
    e

    .綜上可知,當a≤0時,函數(shù)f(x)在區(qū)間(0,e]上無最小值;
    當0<a<e時,函數(shù)f(x)在區(qū)間(0,e]上的最小值為lna;
    當a≥e時,函數(shù)f(x)在區(qū)間(0,e]上的最小值為
    a
    e

    (2)∵g(x)=(lnx-1)ex+x,x∈(0,e],
    ∴g'(x)=(lnx-1)′ex+(lnx-1)(ex)′+1=
    ex
    x
    +(lnx?1)ex+1=(
    1
    x
    +lnx?1)ex+1

    由(1)可知,當a=1時,f(x)=
    1
    x
    +lnx?1

    此時f(x)在區(qū)間(0,e]上的最小值為ln1=0,即
    1
    x
    +lnx?1≥0
    .(10分)
    當x0∈(0,e],ex0>0,
    1
    x0
    +lnx0?1≥0
    ,
    g′(x0)=(
    1
    x0
    +lnx0?1)ex0+1≥1>0

    曲線y=g(x)在點x=x0處的切線與y軸垂直等價于方程g'(x0)=0有實數(shù)解.(13分)
    而g'(x0)>0,即方程g'(x0)=0無實數(shù)解.、故不存在x0∈(0,e],使曲線y=g(x)在點x=x0處的切線與y軸垂直.
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