设函数f(x)=ex-ax+a(a∈R),其图象与x轴交于A(x1,0),B(x2,0)两点,且x1<x2.(1)求a的取值
设函数f(x)=ex-ax+a(a∈R),其图象与x轴交于A(x1,0),B(x2,0)两点,且x1<x2.(1)求a的取值范围;(2)证明:f′(x1x2)<0(f′(...
设函数f(x)=ex-ax+a(a∈R),其图象与x轴交于A(x1,0),B(x2,0)两点,且x1<x2.(1)求a的取值范围;(2)证明:f′(x1x2)<0(f′(x)为函数f(x)的导函数);(3)设点C在函数y=f(x)的图象上,且△ABC为等腰直角三角形,记x2-1x1-1=t,求(a-1)(t-1)的值.
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(1)∵f(x)=ex-ax+a,
∴f'(x)=ex-a,
若a≤0,则f'(x)>0,则函数f(x)是单调增函数,这与题设矛盾.
∴a>0,令f'(x)=0,则x=lna,
当f'(x)<0时,x<lna,f(x)是单调减函数,
当f'(x)>0时,x>lna,f(x)是单调增函数,
于是当x=lna时,f(x)取得极小值,
∵函数f(x)=ex-ax+a(a∈R)的图象与x轴交于两点A(x1,0),B(x2,0)(x1<x2),
∴f(lna)=a(2-lna)<0,即a>e2,
此时,存在1<lna,f(1)=e>0,
存在3lna>lna,f(3lna)=a3-3alna+a>a3-3a2+a>0,
又由f(x)在(-∞,lna)及(lna,+∞)上的单调性及曲线在R上不间断,
可知a>e2为所求取值范围.
(2)∵
,
∴两式相减得a=
.
记
=s(s>0),则f′(
)=e
-
=
[2s-(es-e-s)],
设g(s)=2s-(es-e-s),
则g'(s)=2-(es+e-s)<0,
∴g(s)是单调减函数,
则有g(s)<g(0)=0,而
>0,
∴f′(
)<0.
又f'(x)=ex-a是单调增函数,且
>
∴f′(
)<0.
(3)依题意有exi-axi+a=0,则a(xi-1)=exi>0?xi>1(i=1,2).
于是e
=a
,在等腰三角形ABC中,显然C=90°,
∴x0=
∈(x1 ,x2),即y0=f(x0)<0,
由直角三角形斜边的中线性质,可知
=-y0,
∴y0+
=0,
即e
-
(x1+x2)+a+
=0,
∴a
-
(x1+x2)+a+
=0,
即a
-
[(x1-1)+(x2-1)]+
=0.
∵x1-1≠0,则a
-
(1+
)+
∴f'(x)=ex-a,
若a≤0,则f'(x)>0,则函数f(x)是单调增函数,这与题设矛盾.
∴a>0,令f'(x)=0,则x=lna,
当f'(x)<0时,x<lna,f(x)是单调减函数,
当f'(x)>0时,x>lna,f(x)是单调增函数,
于是当x=lna时,f(x)取得极小值,
∵函数f(x)=ex-ax+a(a∈R)的图象与x轴交于两点A(x1,0),B(x2,0)(x1<x2),
∴f(lna)=a(2-lna)<0,即a>e2,
此时,存在1<lna,f(1)=e>0,
存在3lna>lna,f(3lna)=a3-3alna+a>a3-3a2+a>0,
又由f(x)在(-∞,lna)及(lna,+∞)上的单调性及曲线在R上不间断,
可知a>e2为所求取值范围.
(2)∵
|
∴两式相减得a=
ex2-ex1 |
x2-x1 |
记
x2-x1 |
2 |
x1+x2 |
2 |
x1+x2 |
2 |
ex2-ex1 |
x2-x1 |
e
| ||
2s |
设g(s)=2s-(es-e-s),
则g'(s)=2-(es+e-s)<0,
∴g(s)是单调减函数,
则有g(s)<g(0)=0,而
e
| ||
2s |
∴f′(
x1+x2 |
2 |
又f'(x)=ex-a是单调增函数,且
x1+x2 |
2 |
x1x2 |
∴f′(
x1x2 |
(3)依题意有exi-axi+a=0,则a(xi-1)=exi>0?xi>1(i=1,2).
于是e
x1+x2 |
2 |
(x1-1)(x2-1) |
∴x0=
x1+x2 |
2 |
由直角三角形斜边的中线性质,可知
x2-x1 |
2 |
∴y0+
x2-x1 |
2 |
即e
x1+x2 |
2 |
a |
2 |
x2-x1 |
2 |
∴a
(x1-1)(x2-1) |
a |
2 |
x2-x1 |
2 |
即a
(x1-1)(x2-1) |
a |
2 |
(x2-1)-(x1-1) |
2 |
∵x1-1≠0,则a
|
a |
2 |
x2-1 |
x1-1 |
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