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已知函数f(x)=x-1-lnx.的最小值,(2)求证:当n∈N*时.,定义域上的任意实数x.若存在常数k.b.使得不等式h≤kx+b都成立.则称直线y=kx+b是函数h的“分界线 .设函数.g].试

编辑:chaxungu时间:2026-04-27 16:43:50分类:高中数学题库

已知函数f(x)=x-1-lnx.
(1)求函数f(x)的最小值;
(2)求证:当n∈N*时,数学公式
(3)对于函数h(x)和g(x)定义域上的任意实数x,若存在常数k,b,使得不等式h(x)≥kx+b和g(x)≤kx+b都成立,则称直线y=kx+b是函数h(x)与g(x)的“分界线”.设函数数学公式,g(x)=e[x-1-f(x)],试问函数h(x)与g(x)是否存在“分界线”?若存在,求出常数k,b的值;若不存在,说明理由.在线课程(1)解:∵f(x)=x-1-lnx(x>0)

当x∈(0,1)时,f′(x)<0,f(x)递减,
当x∈(1,+∞)时,f′(x)>0,f(x)递增,
∴f(x)的最小值为f(1)=0.…(4分)
(2)证明:由(1)知当x>0时恒有f(x)≥0,即x-1≥lnx,
∴ex-1≥x,从而有ex≥x+1,当且仅当x=0时取等号,…(6分)
分别令

相乘可得.…(8分)
(3)解:令

时,F′(x)<0,F(x)递减,
时,F′(x)>0,F(x)递增,
∴当时F(x)取得最小值0,
则h(x)与g(x)的图象在处有公共点.…(10分)
设函数h(x)与g(x)存在“分界线”,方程为
应有在x∈R时恒成立,
在x∈R时恒成立,
必须
.…(13分)
下证在x>0时恒成立,

,当时,G′(x)>0,G(x)递增,
时,G′(x)<0,G(x)递减,
∴当时G(x)取得最大值0,
在x>0时恒成立,
综上知,函数h(x)与g(x)存在“分界线”,其中.…(16分)
分析:(1)由f(x)=x-1-lnx(x>0)知,当x∈(0,1)时,f′(x)<0,f(x)递减,当x∈(1,+∞)时,f′(x)>0,f(x)递增,由此能求出f(x)的最小值.
(2)由(1)知当x>0时恒有f(x)≥0,即x-1≥lnx,故ex-1≥x,从而有ex≥x+1,当且仅当x=0时取等号,由此能够证明当n∈N*时,
(3)令,则,当时,F′(x)<0,F(x)递减,当时,F′(x)>0,F(x)递增,故当时F(x)取得最小值0,则h(x)与g(x)的图象在处有公共点.由此能够导出函数h(x)与g(x)存在“分界线”,其中
点评:本题考查利用导数求闭区间上函数最值的应用,综合性强,难度大,是高考的重点.解题时要认真审题,仔细解答,注意合理地进行等价转化.