设函数h(x)=x2,φ(x)=2elnx(e为自然对数的底).

设函数h(x)=x2,φ(x)=2elnx(e为自然对数的底).
(1)求函数F(x)=h(x)-φ(x)的极值;
(2)若存在常数k和b,使得函数f(x)和g(x)对其定义域内的任意实数x分别满足f(x)≥kx+b和g(x)≤kx+b,则称直线l:y=kx+b为函数f(x)和g(x)的“隔离直线”.试问:函数h(x)和φ(x)是否存在“隔离直线”?若存在,求出“隔离直线”方程;若不存在,请说明理由.
虎子110 1年前 已收到1个回答 举报

cvklasjdfxxjal 幼苗

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解题思路:(1)根据所给的函数,对函数求导,使得导函数等于0,验证可能的极值点两侧导函数的符合相反,得到函数存在极值.
(2)由题意知若存在隔离直线,则对其定义域内的任意实数x分别满足f(x)≥kx+b和g(x)≤kx+b,两个函数的图象有公共点,设出直线的方程,根据函数的恒成立得到k的值,求出函数的极大值,得到结论.

(1)∵F(x)=h(x)-φ(x)=x2-2elnx(x>0)
∴F′(x)=
2(x−
e)(x+
e)
x
当x=
e时,F(x)=0,当0<x<
e时,F(x)<0,当x>
e时,F(x)<0
∴F(x)在
e处取得极小值0.
(2)由(1)知当x>0时,h(x)≥φ(x),
若存在隔离直线,则对其定义域内的任意实数x分别满足f(x)≥kx+b和g(x)≤kx+b,
∵两个函数的图象有公共点,
∴隔离直线必过(
e,e)
设直线的方程是y-e=k(x-
e)
∴h(x)≥kx+e-k

点评:
本题考点: 导数在最大值、最小值问题中的应用;利用导数研究函数的极值.

考点点评: 本题考查导数在最大值与最小值问题中的应用,求解本题关键是根据导数研究出函数的单调性,由最值的定义得出函数的最值,本题中第一小题是求出函数的极值,第二小题是一个求函数的最值的问题,此类题运算量较大,转化灵活,解题时极易因为变形与运算出错,故做题时要认真仔细.

1年前

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