Question

已知函数
（Ⅰ）若曲线y=f（x）与曲线y=g（x）相交，且在交点处有共同的切线，求a的值和该切线方程；
（Ⅱ）设函数h（x）=f（x）-g（x），当h（x）存在最小值时，求其最小值φ（a）的解析式；
（Ⅲ）对（Ⅱ）中的φ（a）和任意的a＞0，b＞0，证明：．

Answer

（I）根据y=f（x）与y=g（x）交点处有共同的切线，建立方程组，解之可求出切点坐标，以及切线的斜率，从而求出切线方程；
（Ⅱ）由条件知，然后讨论a的正负，利用导数研究函数的单调性，从而求出求出h（x）的最小值；
（Ⅲ）由（Ⅱ）知φ'（a）=-2ln2a，从而分别求出、、的值，然后利用基本不等式可得结论．
【解析】
（Ⅰ），
由已知得解得，
∴两条直线交点的坐标为（e2，e），切线的斜率为，
∴切线的方程为
（Ⅱ）由条件知，
∴
（ⅰ）当a＞0时，令h'（x）=0，解得x=4a2，
∴当0＜x＜4a2时，h'（x）＜0，h（x）在（0，4a2）上递减；
当x＞4a2时，h'（x）＞0，h（x）在（4a2，+∞）上递增
∴x=4a2是h（x）在（0，+∞）上的唯一极值点，从而也是h（x）的最小值点
∴最小值φ（a）=h（4a2）=2a-aln4a2=2a（1-ln2a）
（ⅱ）当a≤0时，在（0，+∞）上递增，无最小值，
故h（x）的最小值φ（a）的解析式为φ（a）=2a（1-ln2a）（a＞0）
（Ⅲ）由（Ⅱ）知φ'（a）=-2ln2a
对任意的a＞0，b＞0①②
③
故由①②③得．