解题思路:(1)求出函数的反函数,利用直线y=kx+1与f(x)的反函数的图象相切,求实数k的值;
(2)利用导数求函数的最值,利用最值讨论曲线
y=
f(x)
x
2
与直线y=m(m>0)公共点的个数;
(1)函数f(x)的反函数为g(x)=lnx,g′(x)=
1
x,
设切点为P(x0,y0),则k=
1
x0,切线方程:y=
1
x0x−1+lnx0,
则-1+lnx0=1,
所以x0=ex,即k=
1
e2.
(Ⅱ)设h(x)=
ex
x2(x>0),则h′(x)=
ex(x−2)
x3,
由h′(x)>0,得x>2,
由h′(x)<0,得0<x<2,
所以h(x)在(0,2)递减,在(2,+∞)递增,所以h(x)min=h(2)=
e2
4,
且x>0且x→0,则h(x)→+∞;x→+∞,则h(x)→+∞.
所以当0<m<
e2
4时,没有交点;
当m=[e2/4]时,有1个公共点;
当m>[e2/4]时,2个交点;
(3)令F(x)=x2h(x),则F′(x)=x2h′(x)+2xh(x)=
ex
x
所以h(x)=
F(x)
x2,故h′(x)=
F′(x)x2−2xF(x)
x4=
ex−2F(x)
x3
令G(x)=ex-2F(x),则G′(x)=ex-2F′(x)=ex-2•
ex
x=
ex(x−2)
x
显然,当0<x<2时,G′(x)<0,G(x)单调递减;
当x>2时,G′(x)>0,G(x)单调递增;
所以,在(0,+∞)范围内,G(x)在x=2处取得最小值G(2)=0.
即x>0时,ex-2F(x)≥0.
故在(0,+∞)内,h′(x)≥0,
所以h(x)在(0,+∞)单调递增,
又因为h(2)=
f(2)
8=
e2
8>[7/8],h(2)<h(e)
所以h(e)>[7/8].
点评:
本题考点: 利用导数研究函数的单调性;反函数;根的存在性及根的个数判断;导数的运算;利用导数研究曲线上某点切线方程;不等关系与不等式.
考点点评: 本题主要考查利用导数研究函数的性质,主要是求单调区间问题,属于难题.