Question

已知函f（x）=e²+ax，g（x）=e^xlnx
（1）設(shè)曲線y=f（x）在x=1處得切線與直x+（e-1）y=1垂直，求a的值．
（2）若對任意實(shí)x≥0f（x）＞0恒成立，確定實(shí)數(shù)a的取值范圍．
（3）a=1時，是否存x₀∈[1，e]，使曲線C：y=g（x）-f（x）在點(diǎn)x=x₀處得切線與y軸垂直？若存在求x₀的值，若不存在，請說明理由．

Answer 1

分析：（1）據(jù)導(dǎo)數(shù)的幾何意義求出函數(shù)f（x）在x=1處的導(dǎo)數(shù)，從而求出切線的斜率，再根據(jù)兩直線垂直建立等式關(guān)系，解之即可．
（2）當(dāng)x=0時，顯然f（x）=e^x＞0恒成立；當(dāng)x大于0時，令f（x）大于0，解出a大于一個函數(shù)，設(shè)這個函數(shù)為Q（x），求出Q（x）的導(dǎo)函數(shù)，分x大于0小于1和x大于1兩種情況討論導(dǎo)函數(shù)的正負(fù)，進(jìn)而得到函數(shù)的增減性，根據(jù)函數(shù)的增減性得到Q（x）的最大值，即可得到a的取值范圍；
（3）把f（x）和g（x）的解析式代入y中確定出y的解析式，設(shè)u（x）為y的解析式，求出u（x）的導(dǎo)函數(shù)，h（vx）=

1

x

+lnx-1，求出h（x）的導(dǎo)函數(shù)，由x的范圍得到導(dǎo)函數(shù)為正數(shù)，進(jìn)而得到h（x）在[1，e]上為增函數(shù)，得到h（1）為最小值，即可得到u（x）的最小值，而曲線C在點(diǎn)x=x₀處的切線與y軸垂直，則u′（x₀）=0，與導(dǎo)函數(shù)的最小值為1矛盾，所以不存在實(shí)數(shù)x₀∈[1，e]，使曲線C在點(diǎn)x=x₀處的切線與y軸垂直．

解答：解：（1）由于f′（x）=e^x+a，
因此y=f（x）在（1，f（1））處的切線l的斜率為e+a，
又直線x+（e-1）y=1的斜率為

1

1-e

，
∴（e+a）•

1

1-e

=-1，
∴a=-1；
（2）∵當(dāng)x≥0時，f（x）=e^x+ax＞0恒成立，
∴先考慮x=0，此時，f（x）=e^x，a可為任意實(shí)數(shù)，
又當(dāng)x＞0時，f（x）=e^x+ax＞0恒成立，
則aa＞-

ex

x

恒成立，
設(shè)Q（x）=-

ex

x

，則Q′（x）=

(1-x)ex

x2

，
當(dāng)x∈（0，1）時，Q′（x）＞0，Q（x）在（0，1）上單調(diào)遞增，
當(dāng)x∈（1，+∞）時，Q′（x）＜0，Q（x）在（1，+∞）上單調(diào)遞減，
故當(dāng)x=1時，Q（x）取得極大值，Q（x）_max=Q（1）=-e，
∴要使x≥0，f（x）＞0恒成立，a＞-e，
∴實(shí)數(shù)a的取值范圍為（-e，+∞）．
（3）依題意，曲線C的方程為y=e^xlnx-e^x+x，
令u（x）=e^xlnx-e^x+x，則u′（x）=

ex

x

+e^xlnx-e^x+1=（

1

x

+lnx-1）e^x+1
設(shè)h（x）=

1

x

+lnx-1，則h′（x）=-

1

x2

+

1

x

=

x-1

x2

，
當(dāng)x∈[1，e]，h′（x）≥0，故h（x）在[1，e]上的最小值為h（1）=0，
所以h（x）≥0，
又e^x＞0，
∴u′（x）=（

1

x

+lnx-1）e^x+1＞0，
而若曲線C：y=g（x）-f（x）在點(diǎn)x=x₀處的切線與y軸垂直，
則u′（x₀）=0，矛盾
所以，不存在實(shí)數(shù)x₀∈[1，e]，使曲線C：y=g（x）-f（x）在點(diǎn)x=x₀處的切線與y軸垂直．

點(diǎn)評：此題考查學(xué)生會利用導(dǎo)數(shù)求曲線上過某點(diǎn)切線方程的斜率，掌握兩條直線垂直的判定，掌握導(dǎo)數(shù)在最大值、最小值中的運(yùn)用，是一道中檔題．