解题思路:(1)利用导数的几何意义,可求曲线y=f(x)在x=1处切线的斜率;
(2)求导函数,在区间
(0,−
1
a
)
上,f'(x)>0;在区间
(−
1
a
,+∞)
上,f'(x)<0,故可得函数的单调区间;
(3)由已知转化为f(x)max<g(x)max,可求g(x)max=2,f(x)最大值-1-ln(-a),由此可建立不等式,从而可求a的取值范围.
(1)由已知f′(x)=2+
1
x (x>0),…(2分)
∴f'(1)=2+1=3.
故曲线y=f(x)在x=1处切线的斜率为3.…(4分)
(2)求导函数可得f′(x)=a+
1
x=
ax+1
x(x>0).…(5分)
当a<0时,由f'(x)=0,得x=−
1
a.
在区间(0,−
1
a)上,f'(x)>0;在区间(−
1
a,+∞)上,f'(x)<0,
所以,函数f(x)的单调递增区间为(0,−
1
a),单调递减区间为(−
1
a,+∞)…(10分)
(3)由已知转化为f(x)max<g(x)max.
∵g(x)=x2-2x+2=(x-1)2+1,x2∈[0,1],∴g(x)max=2…(11分)
由(2)知,当a≥0时,f(x)在(0,+∞)上单调递增,值域为R,故不符合题意.
(或者举出反例:存在f(e3)=ae3+3>2,故不符合题意.)
当a<0时,f(x)在(0,−
1
a)上单调递增,在(−
1
a,+∞)上单调递减,
故f(x)的极大值即为最大值,f(−
1
a)=−1+ln(
1
−a)=−1−ln(−a),
所以2>-1-ln(-a),所以ln(-a)>-3,
解得a<−
1
e3.…(14分)
点评:
本题考点: 利用导数求闭区间上函数的最值;导数的几何意义;利用导数研究函数的单调性.
考点点评: 本题考查导数知识的运用,考查导数的几何意义,考查函数的单调性,考查求参数的值,解题的关键是转化为f(x)max<g(x)max.