当m=﹣2k时,y=kx﹣2k=k(x﹣2),直线l过定点(2,0). 由右顶点为A(2,0),则直线l过定点(2,0)不符合题意, 当直线的斜率不存在时,也成立.
根据以上可得:直线l过定点,且为(,0).
21.已知函数f(x)=lnx﹣a(x﹣1)(其中a>0,e是自然对数的底数). (Ⅰ)若关于x的方程f(x)=x﹣x+a有唯一实根,求(1+lna)a的值; (Ⅱ)若过原点作曲线y=f(x)的切线l与直线y=﹣ex+1垂直,证明:
x
2
2
<a<;
(Ⅲ)设g(x)=f(x+1)+e,当x≥0时,g(x)≥1恒成立,求实数a的取值范围. 【考点】利用导数求闭区间上函数的最值;利用导数研究曲线上某点切线方程.
【分析】(Ⅰ)设h(x)=lnx﹣x﹣(a﹣)x,求出函数的导数,通过讨论a的范围,求出函数的单调区间,求出函数的最大值=﹣lna+
﹣1=0;从而求出代数式的值;
2
(Ⅱ)求出切线l的方程,得到a═的单调性证明即可;
﹣,且lnx1﹣1+﹣=0,令m(x)=lnx﹣1+﹣,根据函数
(Ⅲ)先求出g(x)的导数,通过讨论a的范围,结合函数的单调性从而得到答案.
2【解答】解:(Ⅰ)∵f(x)=x﹣x+a,
∴lnx﹣x﹣(a﹣)x=0,
2
设h(x)=lnx﹣x﹣(a﹣)x,则h′(x)=﹣
2
,
a>0时,h(x)在(0,)递增,在(,+∞)递减, 则h(x)max=h()=﹣lna+∵h(x)=0有唯一实根, ∴x0=且h(x)max=h()=﹣lna+
2
﹣1,
﹣1=0;
故1+lna=,∴(1+lna)a=;
(Ⅱ)证明:∵过原点所作曲线y=f(x)的切线l与直线y=﹣ex+1垂直, ∴切线l的斜率为k=,方程是y=x, 设l与y=f(x)的切点为(x1,y1),
∴,
∴a=﹣,且lnx1﹣1+﹣=0,
令m(x)=lnx﹣1+﹣,则m′(x)=﹣+,
∴m(x)在(0,1)递减,在(1,+∞)递增,
若x1∈(0,1),∵m()=﹣2+e﹣>0,m(1)=﹣<0, ∴x1∈(,1), 而a=
﹣在x1∈(,1)递减,
∴<a<,
若x1∈(1,+∞),∵m(x)在(1,+∞)递增,且m(e)=0,则x1=e, ∴a=
﹣=0(舍),
综上:<a<;
x
x
(Ⅲ)∵g(x)=f(x+1)+e=ln(x+1)﹣ax+e, ∴g′(x)=
﹣a+e,g″(x)=
x
≥0,
①0<a≤2时,∵g′(x)在[0,+∞)递增, ∴g′(x)≥g′(0)=2﹣a≥0,
∴g(x)在[0,+∞)递增,g(x)≥g(0)=1恒成立,符合题意, ②a>2时,∵g′(x)在[0,+∞)递增,g′(0)=2﹣a<0, 则存在x0(0,+∞),使得g′(x0)=0,
∴g(x)在(0,x0)递减,在(x0,+∞)递增, 又x∈(0,x0)时,g(x)<g(0)=1, ∴g(x)≥1不恒成立,不合题意, 综上,所求实数a的范围是(0,2].