Question

（14分）若存在實常數(shù)和，使得函數(shù)和對其定義域上的任意實數(shù)分別滿足：和，則稱直線為和的“隔離直線”．

已知，（其中為自然對數(shù)的底數(shù)）．

(1)求的極值；

(2) 函數(shù)和是否存在隔離直線？若存在，求出此隔離直線方程；若不存在，請說明理由．

Answer 1

解析:(1) ， ． 

當時，．

當時，，此時函數(shù)遞減；

 當時，，此時函數(shù)遞增；

∴當時，取極小值，其極小值為．

(2)解法一：由（1）可知函數(shù)和的圖象在處有公共點，

因此若存在和的隔離直線，則該直線過這個公共點．

設(shè)隔離直線的斜率為，則直線方程為，即．

由，可得當時恒成立

， 由，得．

下面證明當時恒成立．令，

則，

當時，．

當時，，此時函數(shù)遞增；

當時，，此時函數(shù)遞減；

∴當時，取極大值，其極大值為．

從而，即恒成立．

 ∴函數(shù)和存在唯一的隔離直線．

解法二： 由(1)可知當時， (當且當時取等號) ．

若存在和的隔離直線，則存在實常數(shù)和，使得和恒成立，

令，則且

，即．后面解題步驟同解法一．