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[函数] 同一道题两个结果

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力工 发表于 2025-3-4 14:19 |阅读模式
此题为两地的模拟题,给出的解答却不同,请大家评评理,或给出更新的解答 。
若直线$y=kx+m$与曲线$f(x)=\frac{x-1}{e^x}(x>0)$相切,
且$kx+m\geqslant f(x)$对任意$x>0$恒成立,求$m$的最大值.
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kuing 发表于 2025-3-4 15:04
小猿之类的 app 给的答案并不代表官方答案,经常有错,建议找官方答案。

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kuing 发表于 2025-3-4 15:49
以下也非官方答案,只是我随便写的快速判断答案的方法:
\[f(x)=\frac {x-1}{e^x},~f'(x)=\frac {2-x}{e^x},~f''(x)=\frac {x-3}{e^x},\]
可见 `f(x)` 在 `(0,2)\nearrow`,在 `(2,+\infty)\searrow`,在 `(0,3)` 内上凸。

设切点横坐标为 `x_0`。
(1)若 `0<x_0\leqslant2`,则切线斜率 `k\geqslant0`。
因为 `f` 在 `(0,3)` 内上凸,则在 `(0,3]` 内 `f(x)` 必在切线的下方。
对于 `[3,+\infty)` 内的,由 `k\geqslant0` 即切线不减,而 `f(x)` 却在递减,所以肯定 `f(x)` 在下方,满足要求;

(2)如果 `x_0>2`,则切线斜率 `k<0`,则当 `x` 充分大时,切线一定穿过 `x` 轴到第四象限,变成负数,而 `f(x)` 为正,肯定不满足。

综上知 `x_0\in(0,2]`,由 `k\geqslant0` 知 `m\leqslant f(x_0)\leqslant f(2)=1/e^2`,当 `x_0=2` 取等,所以 `m_{\max}=1/e^2`。

手机版|悠闲数学娱乐论坛(第3版)

GMT+8, 2025-3-4 18:10

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