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已知函数f(x)=ex,g(x)=mx+n.(1)设h(x)=f(x)-g(x).①若函数h(x)在x=0处的切线过点(1,0),求m+n的值;②当n=0时,若函数h(x)在(-1,+∞)上没有零点,求m的取值范围;(2
题目详情
已知函数f(x)=ex,g(x)=mx+n.
(1)设h(x)=f(x)-g(x).
①若函数h(x)在x=0处的切线过点(1,0),求m+n的值;
②当n=0时,若函数h(x)在(-1,+∞)上没有零点,求m的取值范围;
(2)设函数r(x)=
+
,且n=4m(m>0),求证:当x≥0时,r(x)≥1.
(1)设h(x)=f(x)-g(x).
①若函数h(x)在x=0处的切线过点(1,0),求m+n的值;
②当n=0时,若函数h(x)在(-1,+∞)上没有零点,求m的取值范围;
(2)设函数r(x)=
1 |
f(x) |
nx |
g(x) |
▼优质解答
答案和解析
(1)①h(x)=f(x)-g(x)=ex-mx-n.
则h(0)=1-n,函数的导数f′(x)=ex-m,
则f′(0)=1-m,则函数在x=0处的切线方程为y-(1-n)=(1-m)x,
∵切线过点(1,0),∴-(1-n)=1-m,即m+n=2.
②当n=0时,h(x)=f(x)-g(x)=ex-mx.
若函数h(x)在(-1,+∞)上没有零点,
即ex-mx=0在(-1,+∞)上无解,
若x=0,则方程无解,满足条件,
若x≠0,则方程等价为m=
,
设g(x)=
,
则函数的导数g′(x)=
,
若-1<x<0,则g′(x)<0,此时函数单调递减,则g(x)<g(-1)=-e-1,
若x>0,由g′(x)>0得x>1,
由g′(x)<0,得0<x<1,即当x=1时,函数取得极小值,同时也是最小值,此时g(x)≥g(1)=e,
综上g(x)≥e或g(x)<-e-1,
若方程m=
无解,则-e-1≤m<e.
(2)∵n=4m(m>0),
∴函数r(x)=
+
=
+
=
+
,
则函数的导数r′(x)=-
+
=
,
设h(x)=16ex-(x+4)2,
则h′(x)=16ex-2(x+4)=16ex-2x-8,
[h′(x)]′=16ex-2,
当x≥0时,[h′(x)]′=16ex-2>0,则h′(x)为增函数,即h′(x)>h′(0)=16-8=8>0,
即h(x)为增函数,∴h(x)≥h(0)=16-16=0,
即r′(x)≥0,即函数r(x)在[0,+∞)上单调递增,
故r(x)≥r(0)=
+0=1,
故当x≥0时,r(x)≥1成立.
则h(0)=1-n,函数的导数f′(x)=ex-m,
则f′(0)=1-m,则函数在x=0处的切线方程为y-(1-n)=(1-m)x,
∵切线过点(1,0),∴-(1-n)=1-m,即m+n=2.
②当n=0时,h(x)=f(x)-g(x)=ex-mx.
若函数h(x)在(-1,+∞)上没有零点,
即ex-mx=0在(-1,+∞)上无解,
若x=0,则方程无解,满足条件,
若x≠0,则方程等价为m=
ex |
x |
设g(x)=
ex |
x |
则函数的导数g′(x)=
ex(x-1) |
x2 |
若-1<x<0,则g′(x)<0,此时函数单调递减,则g(x)<g(-1)=-e-1,
若x>0,由g′(x)>0得x>1,
由g′(x)<0,得0<x<1,即当x=1时,函数取得极小值,同时也是最小值,此时g(x)≥g(1)=e,
综上g(x)≥e或g(x)<-e-1,
若方程m=
ex |
x |
(2)∵n=4m(m>0),
∴函数r(x)=
1 |
f(x) |
nx |
g(x) |
1 |
ex |
nx |
mx+n |
1 |
ex |
4x |
x+4 |
则函数的导数r′(x)=-
1 |
ex |
16 |
(x+4)2 |
16ex-(x+4)2 |
ex(x+4)2 |
设h(x)=16ex-(x+4)2,
则h′(x)=16ex-2(x+4)=16ex-2x-8,
[h′(x)]′=16ex-2,
当x≥0时,[h′(x)]′=16ex-2>0,则h′(x)为增函数,即h′(x)>h′(0)=16-8=8>0,
即h(x)为增函数,∴h(x)≥h(0)=16-16=0,
即r′(x)≥0,即函数r(x)在[0,+∞)上单调递增,
故r(x)≥r(0)=
1 |
e0 |
故当x≥0时,r(x)≥1成立.
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