已知函数f(x)=lnx-[a/x],其中a∈R.

1个回答

  • 解题思路:(Ⅰ)利用导数的正负性来判断函数的单调性;

    (Ⅱ)g(x)在定义域内单调递减,则其导函数g′(x)≤0在其定义域内恒成立;

    (Ⅲ)利用分离变量法,构造函数求其值域,从而求出无交点时k的取值范围.

    (Ⅰ)当x=-1时,f(x)的定义域为(0,+∞),

    f(x)=lnx+

    1/x],∴f′(x)=

    x−1

    x2,

    ∴当0<x<1,f'(x)<0;当x>1,f'(x)>0

    ∴f(x)在区间(0,1)上单调递减,在区间(1,+∞)上单调递增.

    (Ⅱ)g(x)=f(x)+ax=lnx−

    a

    x+ax,g(x)的定义域为(0,∞),

    ∴g′(x)=

    ax2+x+a

    x2,因为g(x)在其定义域内为减函数,

    所以∀x∈(0,+∞),都有g'(x)≤0,

    ∴g′(x)≤0⇔ax2+x+a≤0⇔a(x2+1)≤−x⇔a≤

    −x

    x2+1⇔a≤[

    −x

    x2+1]min,

    又∵[x

    x2+1=

    1

    x+

    1/x≤

    1

    2]∴[−x

    x2+1≥−

    1/2],

    当且仅当x=1时取等号,所以a≤−

    1

    2.

    (Ⅲ)当a=0时,f(x)=lnx.∴h(x)=ex

    直线l:y=kx与曲线y=2x+

    1

    h(x)=2x+

    1

    ex没有公共点,

    等价于关于x的方程2x+[1

    ex=kx,即(k−2)x=

    1

    ex(*)在R上没有实数解,

    (1)当k=2时,方程(*)可化为

    1

    ex=0,在R上没有实数解,

    (2)当k≠2时,方程(*)化为g(x)=xex

    1/k−2=xex.

    令g(x)=xex,则有g′(x)=(1+x)ex,令g′(x)>0,得x>-1,g′(x)<0得x<-1,

    ∴g(x)在(-∞,-1)上单调递减,在(-1,+∞)上音调递增,

    即当x=-1时,g(x)有极小值,也是最小值g(x)min=−

    1

    e],同时当x→+∞时,g(x)→+∞,

    从而g(x)的取值范围为[−

    1

    e,+∞),

    ∴当

    1

    k−2∈(−∞,−

    1

    e)时,方程(*)无实数解,

    解得k的取值范围是(2-e,2);

    综合(1)、(2),得k的取值范围是(2-e,2].

    点评:

    本题考点: 利用导数研究函数的单调性;利用导数研究函数的极值.

    考点点评: 本题是一道导数的综合题,利用导数这个工具研究函数的单调性,利用单调性求式中参数的取值范围,即转化成恒成立问题.这些都是常考题型,所以在平时要多多练习.属于中档试题.