已知函数 $f(x)=ae^{x-1}-\ln x+\ln a$.
【难度】
【出处】
2020年新高考(Ⅱ)卷
【标注】
-
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;标注答案$\frac{2}{e-1}$解析解:$f(x)$ 的定义域为 $(0,+\infty)$,$f'(x)=ax^{x-1}-\frac{1}{x}.$
当 $a=e$ 时,$f(x)=e^x-\ln x+1,f'(1)=e-1$,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 $\frac{-2}{e-1},2.$
因此所求三角形的面积为 $\frac{2}{e-1}.$ -
若 $f(x)\geqslant 1$,求 $a$ 的取值范围.标注答案$[1,+\infty)$解析解:当 $0<a<1$ 时,$f(1)=a+\ln a<1.$
当 $a=1$ 时,$f(x)=e^{x-1}-\ln x,f'(x)=e^{x-1}-\frac{1}{x}$.当 $x\in(0,1)$ 时,$f'(x)<0$;当 $x\in(1,+\infty)$ 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 $f(x)\geqslant 1$.
当 $a>1$ 时,$f(x)=ae^{x-1}-\ln x+\ln a\geqslant e^{x-1}-\ln x\geqslant 1.$
综上,$a$ 的取值范围是 $[1,+\infty)$.
题目
问题1
答案1
解析1
备注1
问题2
答案2
解析2
备注2