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20.(16分)已知a>0,函数f(x)=ax−xex. (1)求曲线f(x)在点(0,f(0))处的切线方程; (2)证明函数f(x)存在唯一的极值点; (3)若∃a,使得f(x)⩽a+b对任意的x∈R恒成立,求实数b的取值范围. 分析:(1)先求导函数,然后根据导数的几何意义求出切线的斜率,最后利用点斜式表示出切线即可; (2)令f′(x)=0,将a分离,然后利用导数研究另一侧函数的单调性,画出图象,可知当a>0时,y=a与y=g(x)仅有一个交点,然后判定在交点处左右导数符号,从而可得结论; (3)由(2)知f(x)max=f(m),此时a=(1+m)em,(m>−1),所以{f(x)−a}max=(m2−m−1)em(m>−1),构造h(x)=(x2−x−1)ex(x>−1),若存在a,使f(x)⩽a+b对任意的x∈R恒成立,则等价于存在x∈(−1,+∞),使得h(x)⩽b,即b⩾h(x)min,最后利用导数研究其最值,即可求出所求. (1)解:因为f′(x)=a−(x+1)ex,所以f′(0)=a−1,而f(0)=0, 所以在(0,f(0))处的切线方程为y=(a−1)x(a>0); (2)证明:令f′(x)=a−(x+1)ex=0,则a=(x+1)ex, 令g(x)=(x+1)ex,则g′(x)=(x+2)ex,令g′(x)=0,解得x=−2, 当x∈(−∞,−2)时,g′(x)<0,g(x)单调递减, 当x∈(−2,+∞)时,g′(x)>0,g(x)单调递增, 当x→−∞时,g(x)<0,当x→+∞时,g(x)>0, 作出图象
 所以当a>0时,y=a与y=g(x)仅有一个交点,令g(m)=a, 则m>−1,且f(m)=a−g(m)=0, 当x∈(−∞,m)时,a>g(m),f′(x)>0,f(x)为增函数; 当x∈(m,+∞)时,a<g(m),f′(x)<0,f(x)为减函数; 所以x=m时f(x)的极大值点,故f(x)仅有一个极值点; (3)解:由(2)知f(x)max=f(m), 此时a=(1+m)em,(m>−1), 所以{f(x)−a}max=f(m)−a=(1+m)em−m−mem−(1+m)em=(m2−m−1)em(m>−1), 令h(x)=(x2−x−1)ex(x>−1), 若存在a,使f(x)⩽a+b对任意的x∈R恒成立, 则等价于存在x∈(−1,+∞),使得h(x)⩽b,即b⩾h(x)min, 而h′(x)=(x2+x−2)ex=(x−1)(x+2)ex,(x>−1), 当x∈(−1,1)时,h′(x)<0,h(x)为单调减函数, 当x∈(1,+∞)时,h′(x)>0,h(x)为单调增函数, 所以h(x)min=h(1)=−e,故b⩾−e, 所以实数b的取值范围[−e,+∞). 点评:本题主要考查了利用导数研究函数在某点处的切线,以及利用导数研究极值与最值,同时考查了转化能力和运算求解的能力,属于中档题.
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