(2010•焦作二模)已知f(x)=ax+lnx,x∈(0,e],g(x)=lnxx,其中e是无理数,a∈R.

(2010•焦作二模)已知f(x)=
a
x
+lnx,x∈(0,e],g(x)=
lnx
x
,其中e是无理数,a∈R.
(1)若a=1时,f(x)的单调区间、极值;
(2)求证:在(1)的条件下,f(x)>g(x)+
1
2

(3)是否存在实数a,使f(x)的最小值是-1,若存在,求出a的值;若不存在,说明理由.
HOT_李在元 1年前 已收到1个回答 举报

SZ21091 幼苗

共回答了14个问题采纳率:92.9% 举报

解题思路:(1)由题意先对函数y进行求导,解出极值点,然后再根据函数的定义域,把极值点代入已知函数,比较函数值的大小,从而解出单调区间;
(2)构造函数h(x)=g(x)+
1
2
lnx
x
+
1
2],对其求导,求出h(x)的最小值大于0,就可以了.
(3)存在性问题,先假设存在,看是否能解出a值.

(1)∵当a=1时,f(x)=
1
x+lnx,∴f′(x)=−
1
x2+
1
x=
x−1
x2,(1分)
∴当0<x<1时,f'(x)<0,此时f(x)单调递减
当1<x<e时,f'(x)>0,此时f(x)单调递增,(3分)
∴f(x)的单调递减区间为(0,1);单调递增区间为(1,e);
f(x)的极小值为f(1)=1.(4分)
(2)由(1)知f(x)在(0,e]上的最小值为1,(5分)
令h(x)=g(x)+[1/2=
lnx
x+
1
2],x∈(0,e]∴h′(x)=
1−lnx
x2,(6分)
当0<x<e时,h′(x)>0,h(x)在(0,e]上单调递增,(7分)
∴h(x)max=h(e)=
1
e+
1
2<
1
2+
1
2=1=f(x)min,
∴在(1)的条件下,f(x)>g(x)+[1/2],(8分)
(3)假设存在实数a,使f(x)=
a
x+lnx,(x∈(0,e])有最小值-1,
∴f′(x)=−
a
x2+
1
x=
x−a
x2,(9分)
①当a≤0时,
∵0<x≤e,
∴f'(x)>0,
∴f(x)在(0,e]上单调递增,此时f(x)无最小值.(10分)
②当0<a<e时,
若0<x<a,则f'(x)<0,故f(x)在(0,a)上单调递减,
若a<x<e,则f'(x)>0,故f(x)在(a,e]上单调递增.f(x)min=f(a)=
a
a+lna=−1,得a=
1
e2,满足条件.(12分)
③当a≥e时,∵0<x<e,
∴f'(x)<0,
∴f(x)在(0,e]上单调递减,f(x)min=f(e)=
a
e+lne=−1,得a=−2e(舍去),所以,此时无解.(13分)
综上,存在实数a=
1
e2,使得当x∈(0,e]时f(x)的最小值是-1.(14分)
(3)法二:假设存在实数a,使f(x)=
a
x+lnx,x∈(0,e])的最小值是-1,
故原问题等价于:不等式[a/x+lnx≥−1,对x∈(0,e]恒成立,求“等号”取得时实数a的值.
即不等式a≥-x(1+lnx),对x∈(0,e]恒成立,求“等号”取得时实数a的值.
设g(x)=-x(1+lnx),即a=g(x)max

点评:
本题考点: 利用导数求闭区间上函数的最值.

考点点评: 此题是一道综合题,主要还是考查导数的定义及利用导数来求区间函数的最值,利用导数研究函数的单调性和极值、解不等式等基础知识,考查综合分析和解决问题的能力,解题的关键是求导要精确.

1年前

9
可能相似的问题
Copyright © 2024 YULUCN.COM - 雨露学习互助 - 16 q. 0.040 s. - webmaster@yulucn.com