已知函数f(x)=ex,x∈R.

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  • 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.