已知函数f(x)=aln(1+ex)-(a+1)x,(其中a>0),点A(x1,f(x1)),B(x2,f(x2)),C(x3,f(x3))从左到右依次是函数y

已知函数f(x)=aln(1+ex)-(a+1)x,(其中a>0),点A(x1,f(x1)),B(x2,f(x2)),C(x3,f(x3))从左到右依次是函数y

题型:韶关三模难度:来源:
已知函数f(x)=aln(1+ex)-(a+1)x,(其中a>0),点A(x1,f(x1)),B(x2,f(x2)),C(x3,f(x3))从左到右依次是函数y=f(x)图象上三点,且2x2=x1+x3
(Ⅰ)证明:函数f(x)在(-∞,+∞)上是减函数;
(Ⅱ)求证:△ABC是钝角三角形;
(Ⅲ)试问△ABC能否是等腰三角形?若能,求△ABC面积的最大值;若不能,请说明理由.
答案
(Ⅰ)∵f(x)=aln(1+ex)-(a+1)x,∴f′(x)=
aex
1+ex
-(a+1)=
-(a+1)-ex
1+ex
<0
恒成立,
所以函数f(x)在(-∞,+∞)上是单调减函数.(3分)
(Ⅱ)证明:据题意A(x1,f(x1)),B(x2,f(x2)),C(x3,f(x3))且x1<x2<x3
由(Ⅰ)知f(x1)>f(x2)>f(x3),x2=
x1+x3
2
(4分)
可得A(x1,f(x1)),B(x2,f(x2)),C(x3,f(x3))三点不共线
(反证法:否则2ex2=ex1+ex3≥2


ex1+x3
=2ex2
,得x1=x3


BA
=(x1-x2,f(x1)-f(x2)),


BC
=(x3-x2,f(x3)-f(x2)



BA


BC
=(x1-x2)(x3-x2)+[f(x1)-f(x2)][f(x3)-f(x2)]
(6分)
∵x1-x2<0,x3-x2>0,f(x1)-f(x2)>0,f(x3)-f(x2)<0,∴


BA


BC
<0
,∴∠B∈(
π
2
,π)

即△ABC是钝角三角形(8分)
(Ⅲ)假设△ABC为等腰三角形,则只能是|


BA
|=|


BC
|

即:(x1-x22+[f(x1)-f(x2)]2=(x3-x22+[f(x3)-f(x2)]2∵x2-x1=x3-x2∴[f(x1)-f(x2)]2=[f(x3)-f(x2)]2
即2f(x2)=f(x1)+f(x3⇔2aln(1+ex2)-2(a+1)x2=a[ln(1+ex1)(1+ex3)-(a+1)(x1+x3)⇔2aln(1+ex2)-2(a+1)x2=a[ln(1+ex1)(1+ex3)-2(a+1)x2⇔2ln(1+ex2)=ln(1+ex1)(1+ex3)⇔(1+ex2)2=(1+ex1)(1+ex3)⇔e2x2+2ex2=ex1+x3+ex1+ex3⇔2ex2=ex1+ex3①(11分)
而事实上,ex1+ex3≥2


ex1+x3
=2ex2

由于ex1ex3,故(2)式等号不成立.这与(1)式矛盾.
所以△ABC不可能为等腰三角形.(13分)
举一反三
函数f(x)=aex,g(x)=lnx-lna,其中a为常数,且函数y=f(x)和y=g(x)的图象在其与坐标轴的交点处的切线互相平行
(1)求函数y=g(x)的解析式;
(2)若关于x的不等式
x-m
g(x)


x
恒成立,求实数m的取值范围.
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已知向量


a
=(x,1)


b
=(x,tx+2)
.若函数f(x)=


a


b
在区间[-1,1]上不是单调函数,则实数t的取值范围是______.
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已知函数f(x)=alnx+ex(a>0),若f(3x)<f(x2+2),则实数x的取值范围是______.
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已知函数f(x)=x3-3x2-9x+11.
(1)写出函数f(x)的递减区间;
(2)讨论函数f(x)的极大值或极小值,如有试写出极值.(要列表求)
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已知向量


m
=(ex,lnx+k)


n
=(1,f(x))


m


n
(k为常数,e是自然对数的底数),曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线与y轴垂直,F(x)=xexf′(x).
(Ⅰ)求k的值及F(x)的单调区间;
(Ⅱ)已知函数g(x)=-x2+2ax(a为正实数),若对于任意x2∈[0,1],总存在x1∈(0,+∞),使得g(x2)<F(x1),求实数a的取值范围.
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