已知函数f(x)=xex.(Ⅰ)求函数f(x)的单调区间和极值;(Ⅱ)过点P(0,4e2)作直线y=f(x)相切,
已知函数f(x)=xex.(Ⅰ)求函数f(x)的单调区间和极值;(Ⅱ)过点P(0,4e2)作直线y=f(x)相切,求证:这样的直线l至少有两条,且这些直线的斜率之和m∈(...
已知函数f(x)=xex.(Ⅰ)求函数f(x)的单调区间和极值;(Ⅱ)过点P(0,4e2)作直线y=f(x)相切,求证:这样的直线l至少有两条,且这些直线的斜率之和m∈(e2?1e2,2e2?1e2)
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解(Ⅰ)由题知f′(x)=
(x∈R),
当f'(x)>0时,x<1,当f'(x)<0时,x>1,
所以函数f(x)的增区间为(-∞,1),减区间为(1,+∞),
其极大值为f(1)=
,无极小值.
(Ⅱ)设切点为(x0,f(x0)),则所作切线的斜率k=f′(x0)=
,
所以直线l的方程为:y?
=
(x?x0),
注意到点P(0,
)在l上,所以
?
=
(?x0),
整理得:
?
=0,故此方程解的个数,即为可以做出的切线条数,
令g(x)=
?
,则g′(x)=?
,
当g'(x)>0时,0<x<2,当g'(x)<0时,x<0或x>2,
所以,函数g(x)在(-∞,0),(2,+∞)上单调递减,在(0,2)上单调递增,
注意到g(0)=?
<0,g(2)=0,g(?1)=e?
>0,
所以方程g(x)=0的解为x=2,或x=t(-1<t<0),
即过点P(0,
1?x |
ex |
当f'(x)>0时,x<1,当f'(x)<0时,x>1,
所以函数f(x)的增区间为(-∞,1),减区间为(1,+∞),
其极大值为f(1)=
1 |
e |
(Ⅱ)设切点为(x0,f(x0)),则所作切线的斜率k=f′(x0)=
1?x0 |
ex0 |
所以直线l的方程为:y?
x0 |
ex0 |
1?x0 |
ex0 |
注意到点P(0,
4 |
e2 |
4 |
e2 |
x0 |
ex0 |
1?x0 |
ex0 |
整理得:
x02 |
ex0 |
4 |
e2 |
令g(x)=
x2 |
ex |
4 |
e2 |
x(x?2) |
ex |
当g'(x)>0时,0<x<2,当g'(x)<0时,x<0或x>2,
所以,函数g(x)在(-∞,0),(2,+∞)上单调递减,在(0,2)上单调递增,
注意到g(0)=?
4 |
e2 |
4 |
e2 |
所以方程g(x)=0的解为x=2,或x=t(-1<t<0),
即过点P(0,