已知a∈R,函数f(x)=ax+lnx−1,g(x)=(lnx-1)ex+x(其中e为自然对数的底数).

1个回答

  • 解题思路:(1)讨论满足f′(x)=0的点附近的导数的符号的变化情况,来确定极值,将f(x)的各极值与其端点的函数值比较,其中最小的一个就是最小值;

    (2)将曲线y=g(x)在点x=x0处的切线与y轴垂直转化成方程g'(x0)=0有实数解,只需研究导函数的最小值即可.

    (1)∵f(x)=

    a

    x+lnx−1,

    ∴f′(x)=−

    a

    x2+

    1

    x=

    x−a

    x2

    令f'(x)=0,得x=a.

    ①若a≤0,则f'(x)>0,f(x)在区间(0,e]上单调递增,此时函数f(x)无最小值.

    ②若0<a<e,当x∈(0,a)时,f'(x)<0,函数f(x)在区间(0,a)上单调递减,

    当x∈(a,e]时,f'(x)>0,函数f(x)在区间(a,e]上单调递增,

    所以当x=a时,函数f(x)取得最小值lna

    ③若a≥e,则f'(x)≤0,函数f(x)在区间(0,e]上单调递减,

    所以当x=e时,函数f(x)取得最小值[a/e].

    .综上可知,当a≤0时,函数f(x)在区间(0,e]上无最小值;

    当0<a<e时,函数f(x)在区间(0,e]上的最小值为lna;

    当a≥e时,函数f(x)在区间(0,e]上的最小值为[a/e].

    (2)∵g(x)=(lnx-1)ex+x,x∈(0,e],

    ∴g'(x)=(lnx-1)′ex+(lnx-1)(ex)′+1=

    ex

    x+(lnx−1)ex+1=(

    1

    x+lnx−1)ex+1.

    由(1)可知,当a=1时,f(x)=

    1

    x+lnx−1.

    此时f(x)在区间(0,e]上的最小值为ln1=0,即

    1

    x+lnx−1≥0.(10分)

    当x0∈(0,e],ex0>0,

    1

    x0+lnx0−1≥0,

    ∴g′(x0)=(

    1

    x0+lnx0−1)ex0+1≥1>0.

    曲线y=g(x)在点x=x0处的切线与y轴垂直等价于方程g'(x0)=0有实数解.(13分)

    而g'(x0)>0,即方程g'(x0)=0无实数解.、故不存在x0∈(0,e],使曲线y=g(x)在点x=x0处的切线与y轴垂直.

    点评:

    本题考点: 利用导数求闭区间上函数的最值;利用导数研究曲线上某点切线方程.

    考点点评: 本题主要考查了利用导数求闭区间上函数的最值,以及利用导数研究曲线上某点切线方程,属于中档题.