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设函数f(x)=ex-ax2-ex+b,其中e为自然对数的底数.(Ⅰ)若曲线f(x)在y轴上的截距为-1,且在点x=1处的切线垂直于直线y=12x,求实数a,b的值;(Ⅱ)记f(x)的导函数为g(x),g(x)在区
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设函数f(x)=ex-ax2-ex+b,其中e为自然对数的底数.
(Ⅰ)若曲线f(x)在y轴上的截距为-1,且在点x=1处的切线垂直于直线y=
x,求实数a,b的值;
(Ⅱ)记f(x)的导函数为g(x),g(x)在区间[0,1]上的最小值为h(a),求h(a)的最大值.
(Ⅰ)若曲线f(x)在y轴上的截距为-1,且在点x=1处的切线垂直于直线y=
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(Ⅱ)记f(x)的导函数为g(x),g(x)在区间[0,1]上的最小值为h(a),求h(a)的最大值.
▼优质解答
答案和解析
(Ⅰ)曲线f(x)在y轴上的截距为-1,则过点(0,-1),代入f(x)=ex-ax2-ex+b,
则1+b=-1,则b=-2,求导f′(x)=ex-2ax-e,
由f′(1)=-2,即e-2a-e=-2,则a=1,
∴实数a,b的值分别为1,-2;
(Ⅱ)f(x)=ex-ax2-ex+b,g(x)=f′(x)=ex-2ax-e,g′(x)=ex-2a,
(1)当a≤
时,∵x∈[0,1],1≤ex≤e,∴2a≤ex恒成立,
即g′(x)=ex-2a≥0,g(x)在[0,1]上单调递增,
∴g(x)≥g(0)=1-e.
(2)当a>
时,∵x∈[0,1],1≤ex≤e,∴2a>ex恒成立,
即g′(x)=ex-2a<0,g(x)在[0,1]上单调递减,
∴g(x)≥g(1)=-2a
(3)当
<a≤
时,g′(x)=ex-2a=0,得x=ln(2a),
g(x)在[0,ln2a]上单调递减,在[ln2a,1]上单调递增,
所以g(x)≥g(ln2a)=2a-2aln2a-e,
∴h(a)=
,
∴当a≤
时,h(a)=1-e,
当
<a≤
时,h(a)=2a-2aln2a-e,求导,h′(a)=2-2ln2a-2=2ln2a,
由
<a≤
时,h′(a)<0,
∴h(a)单调递减,h(a)∈(1-e,-e],
当a>
时,h(a)=-2a,单调递减,h(a)∈(-∞,-e),
h(a)的最大值1-e.
则1+b=-1,则b=-2,求导f′(x)=ex-2ax-e,
由f′(1)=-2,即e-2a-e=-2,则a=1,
∴实数a,b的值分别为1,-2;
(Ⅱ)f(x)=ex-ax2-ex+b,g(x)=f′(x)=ex-2ax-e,g′(x)=ex-2a,
(1)当a≤
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即g′(x)=ex-2a≥0,g(x)在[0,1]上单调递增,
∴g(x)≥g(0)=1-e.
(2)当a>
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即g′(x)=ex-2a<0,g(x)在[0,1]上单调递减,
∴g(x)≥g(1)=-2a
(3)当
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e |
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g(x)在[0,ln2a]上单调递减,在[ln2a,1]上单调递增,
所以g(x)≥g(ln2a)=2a-2aln2a-e,
∴h(a)=
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∴当a≤
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当
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由
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∴h(a)单调递减,h(a)∈(1-e,-e],
当a>
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h(a)的最大值1-e.
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