已知函数f(x)=x•lnx,g(x)=ax3-[1/2x−23e].

已知函数f(x)=x•lnx,g(x)=ax3-[1/2x−
2
3e].
(1)求f(x)的单调增区间和最小值;
(2)若函数y=f(x)与函数y=g(x)在交点处存在公共切线,求实数a的值;
(3)若x∈(0,e2]时,函数y=f(x)的图象恰好位于两条平行直线l1:y=kx;l2:y=kx+m之间,当l1与l2间的距离最小时,求实数m的值.
孤鹜伴落霞 1年前 已收到1个回答 举报

fanzongze 春芽

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解题思路:(1)求出f(x)的导数,求得单调区间和极值,也为最值;
(2)分别求出导数,设公切点处的横坐标为x°,分别求出切线方程,再联立解方程,即可得到a;
(3)求出两直线的距离,再令h(x)=xlnx-(lnx°+1)x-x°,求出导数,运用单调性即可得到最小值,进而说明当d最小时,x°=e,m=-e.

(1)因为f'(x)=lnx+1,由f'(x)>0,得x>
1
e,
所以f(x)的单调增区间为(
1
e,+∞),
又当x∈(0,
1
e)时,f'(x)<0,则f(x)在(0,
1
e)上单调减,
当x∈(
1
e,+∞)时,f'(x)>0,则f(x)在(
1
e,+∞)上单调增,
所以f(x)的最小值为f(
1
e)=−
1
e.
(2)因为f'(x)=lnx+1,g′(x)=3ax2−
1
2,
设公切点处的横坐标为x°
则与f(x)相切的直线方程为:y=(lnx°+1)x-x°
与g(x)相切的直线方程为:y=(3ax°2−
1
2)x−2ax°3−
2
3e,
所以

lnx°+1=3ax°2−
1
2
−x°=−2ax°3−
2
3e,
解之得x°lnx°=−
1
e,
由(1)知x°=
1
e,所以a=
e2
6.
(3)若直线l1过(e2,2e2),则k=2,此时有lnx°+1=2(x°为切点处的横坐标),
所以x°=e,m=-e,
当k>2时,有l2:y=(lnx°+1)x-x°,l1:y=(lnx°+1)x,且x°>2,
所以两平行线间的距离d=


1+(lnx°+1)2,
令h(x)=xlnx-(lnx°+1)x+x°,因为h'(x)=lnx+1-lnx°-1=lnx-lnx°
所以当x<x°时,h'(x)<0,则h(x)在(0,x°)上单调减;
当x>x°时,h'(x)>0,则h(x)在(x°,e2)上单调增,
所以h(x)有最小值h(x°)=0,即函数f(x)的图象均在l2的上方,
令t(x)=
x2
ln2x+2lnx+2,
则t′(x)=
2xln2x+4xlnx+4x−2xlnx−2x
(ln2x+2lnx+2)2=
2xln2x+2xlnx+2x
(ln2x+2lnx+2)2>0,
所以当x>x°时,t(x)>t(x°),
所以当d最小时,x°=e,m=-e.

点评:
本题考点: 利用导数研究函数的单调性;利用导数求闭区间上函数的最值.

考点点评: 本题考查导数的运用:求切线方程、求单调区间和极值、最值,考查两直线的距离和构造函数运用导数判断单调性,再运用求最值,考查运算能力,属于中档题和易错题.

1年前

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