已知函数f(x)=ax-1-lnx(a∈R)

1个回答

  • 解题思路:(1)由f(x)=ax-1-lnx,求得f′(x)=[ax-1/x].然后分a≤0与a>0两种情况讨论,从而得到f′(x)的符号,可得f(x)在其定义域(0,+∞)内的单调性,最后综合可得答案;

    (2)函数f(x)在x=1处取得极值,由(1)的讨论可得a=1.将不等式f(x)≥bx-2化简整理得到1+[1/x]-[lnx/x]≥b,再构造函数g(x)=1+[1/x]-[lnx/x],利用导数研究g(x)的单调性,得到[g(x)]min=1-

    1

    e

    2

    ].由此即可得到实数b的取值范围;

    (3)设函数F(t)=

    e

    t

    ln(1+t)

    ,其中t>e-1.利用导数研究F(x)的单调性,得到得F(t)是(e-1,+∞)上的增函数.从而得到当x>y>e-1时,F(x)>F(y)即

    e

    x

    ln(1+x)

    e

    y

    ln(1+y)

    ,变形整理即可得到不等式exln(1+y)>eyln(1+x)成立.

    (1)∵f(x)=ax-1-lnx,∴f′(x)=a-[1/x]=[ax-1/x],

    当a≤0时,f'(x)≤0在(0,+∞)上恒成立,

    ∴函数f(x)在(0,+∞)单调递减;

    当a>0时,f'(x)<0得 0<x≤[1/a],f'(x)>0得x>[1/a],

    ∴f(x)在(0,[1/a])上单调递减,在([1/a],+∞)上单调递增,

    综上所述,当a≤0时函数f(x)在(0,+∞)上是减函数;

    当a>0时,f(x)在(0,[1/a])上是减函数,在([1/a],+∞)上是增函数.

    (2)∵函数f(x)在x=1处取得极值,∴根据(1)的结论,可得a=1,

    ∴f(x)≥bx-2,即x+1-lnx≥bx,两边都除以正数x,得1+[1/x]-[lnx/x]≥b,

    令g(x)=1+[1/x]-[lnx/x],则g′(x)=-[1

    x2-

    1-lnx

    x2=-

    1

    x2(2-lnx),

    由g′(x)>0得,x>e2,∴g(x)在(0,e2)上递减,

    由g′(x)<0得,0<x<e2,∴g(x)在(e2,+∞)上递增,

    ∴g(x)min=g(e2)=1-

    1

    e 2,

    可得b≤1-

    1

    e 2,实数b的取值范围为(-∞,1-

    1

    e 2].

    (3)令F(t)=

    et

    ln(1+t),其中t>e-1

    可得F'(t)=

    etln(1+t)-et•

    1/1+t

    ln2(1+t)]=

    et[ln(1+t)-

    点评:

    本题考点: 利用导数研究函数的单调性;函数在某点取得极值的条件;导数在最大值、最小值问题中的应用.

    考点点评: 本题考查利用导数研究函数的极值,考查恒成立问题,着重考查分类讨论思想与构造函数思想的应用,体现综合分析问题与解决问题能力,属于难题.