已知函数f(x)=ax+lnx,g(x)=bex+c(a,b,c∈R),且g(x)的图象在(0,g(x))外的切线方程为

已知函数f(x)=ax+lnx,g(x)=bex+c(a,b,c∈R),且g(x)的图象在(0,g(x))外的切线方程为y=x+1,其中e为自然对数的底数.
(Ⅰ)讨论f(x)的极值情况;
(Ⅱ)当a=0时,求证:∀x∈(0,+∞),f(x)<g(x)-2.
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888想说句真话 春芽

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解题思路:(Ⅰ)求函数定义域、导数,按照a≥0,a<0两种情况讨论f′(x)的符号变化,由极值定义可得结论;
(Ⅱ)当a=0时,令φ(x)=g(x)-f(x)-2=ex-lnx-2,利用导数表示出φ(x)的最小值,只需说明最小值大于零即可.

(Ⅰ) 函数f(x)的定义域为(0,+∞),
f′(x)=a+
1
x(x>0).
当a≥0时,f'(x)>0,f(x)在(0,+∞)上为增函数,f(x)没有极值;
当a<0时,f′(x)=
a(x+
1
a)
x,
若x∈(0,−
1
a),则f'(x)>0;
若x∈(−
1
a,+∞),则f'(x)<0,
∴f(x)存在极大值,且当x=−
1
a时,f(x)极大值=f(−
1
a)=ln(−
1
a)−1.
综上可知:当a≥0时,f(x)没有极值;
当a<0时,f(x)存在极大值,且当x=−
1
a时,f(x)极大值=ln(−
1
a)−1.
(Ⅱ)∵函数g(x)的导函数g'(x)=bex
g'(0)=b.
∵g(0)=b+c,


b+c=1
b=1,
∴g(x)=ex
当a=0时,f(x)=lnx,
令φ(x)=g(x)-f(x)-2,则φ(x)=ex-lnx-2,
∴φ′(x)=ex−
1
x,且φ'(x)在(0,+∞)上为增函数,
设φ′(x)=0的根为x=t,则et=
1
t,即t=e-t
∵当x∈(0,t)时,φ'(x)<0,φ(x)在(0,t)上为减函数,
当x∈(t,+∞)时,φ'(x)>0,φ(x)在(t,+∞)上为增函数,
∴φ(x)min=φ(t)=et−lnt−2=et−lne−t−2=et+t−2.
∵φ'(1)=e-1>0,φ′(
1
2)=
e−2<0,

点评:
本题考点: 利用导数研究函数的单调性;利用导数研究曲线上某点切线方程.

考点点评: 本题考查恒成立问题、利用导数研究函数的极值,考查分类整合思想、转化思想,考查学生综合运用知识分析解决问题的能力.注意认真体会(Ⅱ)问中二次求导的应用.

1年前

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