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已知函数f =ex.-.求函数φ (x)的单调区间,(Ⅱ)设直线l为函数的图象上一点A(x0.f (x0))处的切线.证明:在区间上存在唯一的x0.使得直线l与曲线y=g(x)相切.

编辑:chaxungu时间:2026-04-27 16:14:14分类:高中数学题库

已知函数f (x)=lnx,g(x)=ex
( I)若函数φ (x)=f (x)-数学公式,求函数φ (x)的单调区间;
(Ⅱ)设直线l为函数的图象上一点A(x0,f (x0))处的切线.证明:在区间(1,+∞)上存在唯一的x0,使得直线l与曲线y=g(x)相切.在线课程(Ⅰ)解:=.(2分)
∵x>0且x≠1,∴φ'(x)>0
∴函数φ(x)的单调递增区间为(0,1)和(1,+∞).(4分)
(Ⅱ)证明:∵,∴
∴切线l的方程为
,①(6分)
设直线l与曲线y=g(x)相切于点
∵g'(x)=ex,∴,∴x1=-lnx0.(8分)
∴直线l也为
,②(9分)
由①②得
.(11分)
下证:在区间(1,+∞)上x0存在且唯一.
由(Ⅰ)可知,φ(x)=在区间(1,+∞)上递增.
,(13分)
结合零点存在性定理,说明方程φ(x)=0必在区间(e,e2)上有唯一的根,这个根就是所求的唯一x0
故结论成立.
分析:(Ⅰ)求导函数,确定导数恒大于0,从而可得求函数φ (x)的单调区间;
(Ⅱ)先求直线l为函数的图象上一点A(x0,f (x0))处的切线方程,再设直线l与曲线y=g(x)相切于点,进而可得,再证明在区间(1,+∞)上x0存在且唯一即可.
点评:本题以函数为载体,考查导数知识的运用,考查函数的单调性,考查曲线的切线,同时考查零点存在性定理,综合性比较强.