已知函数f(x)=xlnx+1,g(x)=ax-1-lnx

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  • 解题思路:(Ⅰ)求出函数f(x)的定义域以及导数,通过令f'(x)>0,令f'(x)<0解得函数的单调区间,然后求解f(x)的最小值.

    (Ⅱ)求出g(x)的定义域,

    g′(x)=a−

    1

    x

    ax−1

    x

    ,通过当a≤0时,g'(x)<0,g(x)单调递减函数,当a>0时,令g'(x)=0,通过列表可以推出:当a>0 时,g(x)在区间上

    (

    1

    a

    ,+∞)

    是单调增函数,在上(0,[1/a])是单调递减函数.

    (Ⅲ)转化[K

    f(x)

    ≤ex−f′(x),恒成立,为K≤(ex-1-lnx)•f(x)恒成立,利用(Ⅱ)g(x)=ex-1-lnx在区间

    (0,

    1/e

    )

    上是减函数,在区间

    (

    1

    e

    ,+∞)

    上是增函数,当

    x=

    1

    e]时,g(x)=ex-1-lnx的最小值,由(Ⅰ)可知,当

    x=

    1

    e

    时,f(x)取得最小值,从而函数y=(ex-1-lnx)•f(x)在

    x=

    1

    e

    时,取得最小值,求出K的最大值.

    (Ⅰ)f(x)的定义域为(0,+∞)f(x)的导数f'(x)=1+lnx.-------------(1分)

    令f'(x)>0,解得x>

    1/e];令f'(x)<0,解得0<x<

    1

    e.

    从而f(x)在(0,

    1

    e)单调递减,在(

    1

    e,+∞)单调递增.------------------------(3分)

    所以,当x=

    1

    e时,f(x)取得最小值1−

    1

    e.---------------------------------(4分)

    (Ⅱ)∵g(x)=ax-1-lnx,∴f(x)的定义域为(0,+∞),f′(x)=a−

    1

    x=

    ax−1

    x

    当a≤0时,f'(x)<0,f(x)在(0,+∞)是单调递减函数;---------------(5分)

    当a>0时,令f'(x)=0,∴x=

    1

    a∈(0,+∞),f′(x)、f(x)随x的变化情况如下表:

    x(0,[1/a])[1/a](

    1

    a,+∞)

    f′(x)-0+

    f(x)↘极小值↗从上表可以看出:当a>0 时,f(x)在区间上(

    1

    a,+∞)是单调增函数--------------(7分)

    在上(0,[1/a])是单调递减函数--------------------------(8分)

    (Ⅲ)∵f(x)≥1−

    1

    e>0ex-f'(x)=ex-1-lnx所以[K

    f(x)≤ex−f′(x),恒成立

    即K≤(ex-1-lnx)•f(x)恒成立---------------------------------(9分)

    由(Ⅱ)可知,当a=e,g(x)=ex-1-lnx在区间(0,

    1/e)上是减函数,在区间(

    1

    e,+∞)上是增函数

    故当x=

    1

    e]时,g(x)=ex-1-lnx的最小值为g(

    1

    e)=1----------------(11分)

    又由(Ⅰ)可知,当x=

    1

    e时,f(x)取得最小值f(

    1

    e)=1−

    1

    e>0-----------12 分

    故函数y=(ex-1-lnx)•f(x)当x=

    1

    e时,取得最小值1−

    1

    e∴K≤1−

    1

    e---------------(13分)

    即K的最大值为1−

    1

    e----------------------------(14分)

    点评:

    本题考点: 导数在最大值、最小值问题中的应用;利用导数研究函数的单调性.

    考点点评: 本题考查函数的导数的综合应用,利用函数的导数求解最值,难度大是压轴题.

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