Question

已知函數(shù)f（x）=e^x，直線l的方程為y=kx+b．
（1）求過(guò)函數(shù)圖象上的任一點(diǎn)P（t，f（t））的切線方程；
（2）若直線l是曲線y=f（x）的切線，求證：f（x）≥kx+b對(duì)任意x∈R成立；
（3）若f（x）≥kx+b對(duì)任意x∈[0，+∞）成立，求實(shí)數(shù)k、b應(yīng)滿足的條件．

Answer 1

【答案】分析：（1）對(duì)函數(shù)求導(dǎo)，得到函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)，即得到了函數(shù)在某一點(diǎn)的切線的斜率，用點(diǎn)斜式寫(xiě)出切線的方程．
（2）根據(jù)切線的方程，寫(xiě)出斜率和截距，構(gòu)造新函數(shù)，對(duì)新函數(shù)求導(dǎo)，得到在x∈（-∞，t）上單調(diào)遞減，在x∈（t，+∞）為單調(diào)遞增，即得到函數(shù)的最小值，根據(jù)函數(shù)思想得到不等式成立．
（3）構(gòu)造新函數(shù)，對(duì)新函數(shù)求導(dǎo)，判斷函數(shù)的單調(diào)性，針對(duì)于k的不同值，函數(shù)的單調(diào)性不同，需要進(jìn)行討論，求出函數(shù)的最小值，得到要寫(xiě)的條件．
解答：解：（1）函數(shù)f（x）=e^x，
分析可得f（x）=e^x與直線相切，只有一個(gè)交點(diǎn)即切點(diǎn)，
故過(guò)函數(shù)圖象上的任一點(diǎn)P（t，f（t））的切線中P即為切點(diǎn)，
∵f'（x）=e^x，
∴切線l的方程為y-e^t=e^t（x-t）
即y=e^tx+e^t（1-t）
（2）由（1）
記函數(shù)F（x）=f（x）-kx-b，
∴F（x）=e^x-e^tx-e^t（1-t）
∴F'（x）=e^x-e^t
∴F（x）在x∈（-∞，t）上單調(diào)遞減，在x∈（t，+∞）為單調(diào)遞增
故F（x）_min=F（t）=e^t-e^tt-e^t（1-t）=0
故F（x）=f（x）-kx-b≥0即f（x）≥kx+b對(duì)任意x∈R成立
（3）設(shè)H（x）=f（x）-kx-b=e^x-kx-b，x∈[0，+∞）
∴H'（x）=e^x-k，x∈[0，+∞）
①當(dāng)k≤1時(shí)，H'（x）≥0，則H（x）在x∈[0，+∞）上單調(diào)遞增
∴H（x）_min=H（0）=1-b≥0，
∴b≤1，即符合題意
②當(dāng)k＞1時(shí)，H（x）在x∈[0，lnk）上單調(diào)遞減，x∈[lnk，+∞）上單調(diào)遞增
∴H（x）_min=H（lnk）=k-klnk-b≥0
∴b≤k（1-lnk）
綜上所述滿足題意的條件是或
點(diǎn)評(píng)：本題考查函數(shù)導(dǎo)函數(shù)的應(yīng)用，主要是求最值問(wèn)題，本題解題的關(guān)鍵是對(duì)于不等式成立，只要用函數(shù)的最值來(lái)整理就使得問(wèn)題解題的方向非常明確．