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.
1年前
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