已知f(x)=ax−lnx,x∈(0,e],g(x)=lnxx,其中e是自然常数,a∈R.

1个回答

  • 解题思路:(1)先求导数f′(x),在定义域内解不等式f′(x)>0,f′(x)<0即得f(x)的单调区间,由函数的单调性即可得到函数极值.

    (2)本题可转化为证明

    f(x

    )

    min

    >[g(x)+

    1

    2

    ]

    max

    ,从而可转化为利用导数求函数最值问题.

    (3)利用导数求函数在定义域内的最小值,列出方程即可解得,注意按参数a的范围分类讨论.

    (1)当a=1时,f(x)=x-lnx,f′(x)=1-[1/x]=[x−1/x],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,所以f(x)有极小值为f(1)=1.

    (2)证明:由(1)知f(x)的极小值为1,即f(x)在(0,e]上的最小值为1,所以f(x)min=1,

    令h(x)=g(x)+[1/2]=[lnx/x+

    1

    2],则h′(x)=[1−lnx

    x2,当0<x<e时,h′(x)>0,

    h(x)在(0,e]上单调递增,∴h(x)max=h(e)=

    1/e+

    1

    2<

    1

    2+

    1

    2=1=f(x)min

    所以在(1)的条件下,f(x)>g(x)+

    1

    2].

    (3)f(x)=ax-lnx,x∈(0,e],f′(x)=a-[1/x]=[ax−1/x]

    ①当a≤0时,∵x∈(0,e],∴f′(x)<0,所以f(x)在(0,e]上单调递减,f(x)min=f(e)=ae-1=3,a=[4/e](舍).

    ②当0<[1/a<e时,f(x)在(0,

    1

    a])上单调递减,在([1/a],e]上单调递增,所以f(x)min=f(

    1

    a)=1+lna=3,a=e2,满足条件.

    ③当[1/a≥e时,∵x∈(0,e],∴f′(x)≤0,所以f(x)在(0,e]上单调递减,f(x)min=f(e)=ae-1=3,解得a=

    4

    e](舍).

    综上,a=e2,使得当x∈(0,e]时f(x)有最小值3.

    点评:

    本题考点: 利用导数研究函数的单调性;函数在某点取得极值的条件.

    考点点评: 本题属导数的综合应用,考查分析解决问题能力,难度较大.第(2)题中,注意f(x)min>[g(x)+12]max是f(x)>g(x)+12成立的充分不必要条件.