Question

【題目】若存在實(shí)數(shù)k，b，使得函數(shù)和對(duì)其定義域上的任意實(shí)數(shù)x同時(shí)滿(mǎn)足：且，則稱(chēng)直線(xiàn)：為函數(shù)和的“隔離直線(xiàn)”.已知，（其中e為自然對(duì)數(shù)的底數(shù)）.試問(wèn)：

（1）函數(shù)和的圖象是否存在公共點(diǎn)，若存在，求出交點(diǎn)坐標(biāo)，若不存在，說(shuō)明理由；

（2）函數(shù)和是否存在“隔離直線(xiàn)”？若存在，求出此“隔離直線(xiàn)”的方程；若不存在，請(qǐng)說(shuō)明理由.

Answer 1

【答案】（1）存在，交點(diǎn)坐標(biāo)為；（2）存在，

【解析】

（1）構(gòu)造函數(shù)，求導(dǎo)得到函數(shù)的單調(diào)區(qū)間，得到函數(shù)在處取得最小值為0，得到答案.

（2）設(shè)直線(xiàn)，根據(jù)得到，再證明恒成立，令，求導(dǎo)得到單調(diào)區(qū)間，計(jì)算最值得到證明.

（1）∵，

∴，令，得，

當(dāng)時(shí)，，時(shí)，，

故當(dāng)時(shí)，取到最小值，最小值是0，

從而函數(shù)和的圖象在處有公共點(diǎn)，交點(diǎn)坐標(biāo)為.

（2）由（1）可知，函數(shù)和的圖象在處有公共點(diǎn)，

因此存在和的隔離直線(xiàn)，那么該直線(xiàn)過(guò)這個(gè)公共點(diǎn)，

設(shè)隔離直線(xiàn)的斜率為k，則隔離直線(xiàn)方程為，

即，

由，可得在上恒成立，

則，只有，

此時(shí)直線(xiàn)方程為：，下面證明恒成立，

令，

，當(dāng)時(shí)，，

當(dāng)時(shí)，函數(shù)單調(diào)遞減；時(shí)，，函數(shù)單調(diào)遞增，

則當(dāng)時(shí)，取到最小值是0，

所以，則當(dāng)時(shí)恒成立.

∴函數(shù)和存在唯一的隔離直線(xiàn).