(2011•南京一模)已知函数f(x)=x-1-alnx(a∈R)).

1个回答

  • 解题思路:(1)根据导数的几何意义求出函数f(x)在x=1处的导数,从而求出切线的斜率,建立等式关系即可求出a的值;

    (2)先证充分性,当a=1时,利用导数研究函数的最小值即可,然后证明必要性,讨论a的符号使f(x)≥0恒成立,求出a的值即可;

    (3)设h(x)=f(x)+[4/x]=x-1-alnx+[4/x],则|f(x1)-f(x2)|≤4|

    1

    x

    1

    -

    1

    x

    2

    |等价于函数h(x)在区间(0,1]上是减函数即使x2-ax-4≤0在(0,1]上恒成立,然后利用分离法将a分离出来,从而求出a的范围.

    (1)∵f'(x)=1-

    a/x],∴f'(1)=1-a

    ∴曲线y=f(x)在x=1处的切线的斜率为1-a

    ∵曲线y=f(x)在x=1处的切线的方程为3x-y-3=0,

    ∴1-a=3,解得a=-2

    (2)①充分性

    当a=1时,f(x)=x-1-lnx,f'(x)=1-[1/x]=[x−1/x]

    ∴当x>1时,f'(x)>0,所以函数f(x)在(1,+∞)上是增函数,

    当0<x<1时,f'(x)<0,所以函数f(x)在(0,1)上是减函数,

    ∴f(x)≥f(1)=0

    ②必要性

    f'(x)=1-[a/x]=[x−a/x],其中x>0

    (i)当a≤0时,f'(x)>0恒成立,所以函数f(x)在(0,+∞)上是增函数

    而f(1)=0,所以当x∈(0,1)时,f(x)<0,与f(x)≥0恒成立相矛盾

    ∴a≤0不满足题意.

    (ii)当a>0时,∵x>a时,f'(x)>0,所以函数f(x)在(a,+∞)上是增函数;

    0<x<a时,f'(x)<0,所以函数f(x)在(0,a)上是减函数;

    ∴f(x)≥f(a)=a-1-alna

    ∵f(1)=0,所以当a≠1时,f(a)<f(1)=0,此时与f(x)≥0恒成立相矛盾

    ∴a=1

    综上所述,f(x)≥0恒成立的充要条件是a=1;

    (3)由(2)可知,

    当a<0时,函数f(x)在(0,1]上是增函数,又函数y=[1/x]在(0,1]上是减函数

    不妨设0<x1≤x2≤1

    则|f(x1)-f(x2)|=f(x2)-f(x1),

    ∴|f(x1)-f(x2)|≤4|[1

    x1-

    1

    x2|即f(x2)+4×

    1

    x2≤f(x1)+4×

    1

    x1

    设h(x)=f(x)+

    4/x]=x-1-alnx+[4/x],

    则|f(x1)-f(x2)|≤4|[1

    x1-

    1

    x2|等价于函数h(x)在区间(0,1]上是减函数

    因为h'(x)=1-

    a/x]-[4

    x2=

    x2−ax−4

    x2,所以x2-ax-4≤0在(0,1]上恒成立,

    即a≥x-

    4/x]在(0,1]上恒成立,即a不小于y=x-[4/x]在(0,1]内的最大值.

    而函数y=x-

    点评:

    本题考点: 利用导数研究曲线上某点切线方程;必要条件、充分条件与充要条件的判断;利用导数求闭区间上函数的最值.

    考点点评: 本题主要考查了利用导数研究曲线上某点切线方程,以及充要条件的证明和恒成立问题的应用,同时考查了计算能力,转化与划归的思想,属于中档题.