Question

（本小題滿分14分）若存在實(shí)常數(shù)和，使得函數(shù)和對(duì)其定義域上的任意實(shí)數(shù)分別滿足：和，則稱直線為和的“隔離直線”．已知，為自然對(duì)數(shù)的底數(shù)）．

（1）求的極值；

（2）函數(shù)和是否存在隔離直線？若存在，求出此隔離直線方程；若不存在，請(qǐng)說(shuō)明理由．

 

Answer 1

（1） 極小值為，無(wú)極大值；（2） 函數(shù)和存在唯一的隔離直線．

【解析】

試題分析：（1）由已知中函數(shù)h（x）和φ（x）的解析式，求出函數(shù)F（x）的解析式，根據(jù)求導(dǎo)公式，求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù)，根據(jù)導(dǎo)數(shù)判斷函數(shù)的單調(diào)性并求極值;

（2）由（1）可知，函數(shù)h（x）和φ（x）的圖象在（e）處相交，即和的隔離直線,尋么該直線必過(guò)這個(gè)公共點(diǎn)，設(shè)隔離直線的斜率為k,則隔離直線方程程為：y-e=k（x-）,即y=kx-k +e，根據(jù)隔離直線的定義，構(gòu)造方程，可求出k值，進(jìn)而得到隔離直線方程．

試題解析：（1） ，

．

當(dāng)時(shí)，． ------3分

當(dāng)時(shí)，，此時(shí)函數(shù)遞減；

當(dāng)時(shí)，，此時(shí)函數(shù)遞增；

∴當(dāng)時(shí)，取極小值，其極小值為．

（2）【解析】
由（1）可知函數(shù)和的圖象在處有公共點(diǎn)，因此若存在和的隔離直線，則該直線過(guò)這個(gè)公共點(diǎn)．

設(shè)隔離直線的斜率為，則直線方程為，即．

由，可得當(dāng)時(shí)恒成立．

， 由，得．

下面證明當(dāng)時(shí)恒成立．

令，則

， 當(dāng)時(shí)，．

當(dāng)時(shí)，，此時(shí)函數(shù)遞增；

當(dāng)時(shí)，，此時(shí)函數(shù)遞減；

∴當(dāng)時(shí)，取極大值，其極大值為．

從而，即恒成立

∴函數(shù)和存在唯一的隔離直線．

考點(diǎn)：利用導(dǎo)數(shù)求閉區(qū)間上函數(shù)的最值．