试题与答案

过曲线C:f(x)=x3-ax+b外的点A(1,0)作曲线C的切线恰有两条, (

题型:解答题

题目:

过曲线C:f(x)=x3-ax+b外的点A(1,0)作曲线C的切线恰有两条,

(1)求a,b满足的等量关系;

(2)若存在x0∈R+,使f(x0)>x0ex0+a成立,求a的取值范围.

答案:

(1)f′(x)=3x2-a,

过点A(1,0)作曲线C的切线,设切点(x0,f(x0)),则切线方程为:y=(3x02-a)(x-1)

将(x0,f(x0))代入得:f(x0)=(3x02-a)(x0-1)=x03-ax0+b

即2x03-3x02+a-b=0(*)    由条件切线恰有两条,方程(*)恰有两根.

令u(x)=2x3-3x2+a-b,u′(x)=6x2-6x=6x(x-1),显然有两个极值点x=0与x=1,

于是u(0)=0或u(1)=0

当u(0)=0时,a=b;

当u(1)=0时,a-b=1,此时f(x)=x3-ax+a-1=(x-1)(x2+x+1-a)经过(1,0)与条件不符

所以a=b

(2)因为存在x0∈R+,使f(x0)>x0ex0+a,即x03-ax0+a>x0ex0+a

所以存在x0∈R+,使x03-ax0x0ex0,得x02-a>ex0,即a<x02-ex0成立

设g(x)=x2-ex(x>0),问题转化为a<g(x)的最大值

g′(x)=2x-ex

g′′(x)=2-ex,令g′′(x)=0得x=ln2,

当x∈(0,ln2)时g′′(x)>0此时g′(x)为增函数,当x∈(ln2,+∞)时g′′(x)<0,此时g′(x)为减函数,

所以g′(x)的最大值为g′(ln2)=2ln2-eln2=2ln2-2=2(ln2-1)

∵ln2<1,∴g′(x)的最大值g′(ln2)<0,得g′(x)<0

所以g(x)在(0,+∞)上单调递减,g(x)<g(0)=-1

因此a≤-1.

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