第 21 题 解答题
已知函数f(x)=aex-1-ln x+ln a. (1)当a=e时,求曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线与两坐标轴围成的三角形的面积; (2)若f(x)≥1,求a的取值范围.
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答案

解 f(x)的定义域为(0,+∞),f′(x)=aex-1-. (1)当a=e时,f(x)=ex-ln x+1,f′(x)=ex-, 所以f(1)=e+1,f′(1)=e-1, 曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为y-(e+1)=(e-1)(x-1), 即y=(e-1)x+2. 直线y=(e-1)x+2在x轴,y轴上的截距分别为-,2. 因此所求三角形的面积为. (2)当0<a<1时,f(1)=a+ln a<1. 当a=1时,f(x)=ex-1-ln x,f′(x)=ex-1-. 当x∈(0,1)时,f′(x)<0; 当x∈(1,+∞)时,f′(x)>0. 所以当x=1时,f(x)取得最小值,最小值为f(1)=1, 从而f(x)≥1. 当a>1时,f(x)=aex-1-ln x+ln a≥ex-1-ln x≥1. 综上,a的取值范围是[1,+∞).

解析

解 f(x)的定义域为(0,+∞),f′(x)=aex-1-. (1)当a=e时,f(x)=ex-ln x+1,f′(x)=ex-, 所以f(1)=e+1,f′(1)=e-1, 曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为y-(e+1)=(e-1)(x-1), 即y=(e-1)x+2. 直线y=(e-1)x+2在x轴,y轴上的截距分别为-,2. 因此所求三角形的面积为. (2)当0<a<1时,f(1)=a+ln a<1. 当a=1时,f(x)=ex-1-ln x,f′(x)=ex-1-. 当x∈(0,1)时,f′(x)<0; 当x∈(1,+∞)时,f′(x)>0. 所以当x=1时,f(x)取得最小值,最小值为f(1)=1, 从而f(x)≥1. 当a>1时,f(x)=aex-1-ln x+ln a≥ex-1-ln x≥1. 综上,a的取值范围是[1,+∞).

本题来自2020年普通高等学校招生全国统一考试 新高考全国Ⅰ(数学,共 22 题 150 分)解答题部分。 返回整卷目录可按题型浏览全部题目;也可以在良师宝 App 中刷题。