1
又函数f(x)在x=1处有极值,
2
f′1=0,??所以?1
f1=.?2?
2a+b=0,??
即?1
a=.??2
- 1??a=,
解得?2
??b=-1.
121x+1x-1
(2)由(1)可知f(x)=x-lnx,其定义域是(0,+∞),且f′(x)=x-=. 2xx当x变化时,f′(x),f(x)的变化情况如下表:
x f′(x) f(x) (0,1) 1 0 极小值 (1,+∞) + 所以函数y=f(x)的单调递减区间是(0,1),单调递增区间是(1,+∞).
21. (12分)设函数f(x)=x--aln x(a∈R).
1
x(1)讨论f(x)的单调性;
(2)若f(x)有两个极值点x1和x2,记过点A(x1,f(x1)),B(x2,f(x2))的直线的斜率为k.问:是否存在a,使得k=2-a?若存在,求出a的值;若不存在,请说明理由.
思路分析 先求导,通分后发现f′(x)的符号与a有关,应对a进行分类,依据方程的判别式来分类.
解析 (1)f(x)的定义域为(0,+∞).
ax2-ax+1
f′(x)=1+2-=.
xxx2
1
令g(x)=x2-ax+1,其判别式Δ=a2-4.
①当|a|≤2时,Δ≤0,f′(x)≥0.故f(x)在(0,+∞)上单调递增.
②当a<-2时,Δ>0,g(x)=0的两根都小于0.在(0,+∞)上,f′(x)>0.故f(x)在(0,+∞)上单调递增.
③当a>2时,Δ>0,g(x)=0的两根为x1=
a-a2-4
2
,
x2=
a+a2-4
2
.
当0<x<x1时,f′(x)>0,当x1<x<x2时,f′(x)<0;
当x>x2时,f′(x)>0.故f(x)分别在(0,x1),(x2,+∞)上单调递增,在(x1,x2)上单调递减.
(2)由(1)知,a>2.
因为f(x1)-f(x2)=(x1-x2)+-a·
ln x1-ln x2
.
x1-x2
ln x1-ln x2
. x1-x2
x1-x2fx1-fx21
-a(ln x1-ln x2),所以,k==1+x1x2x1-x2x1x2
又由(1)知,x1x2=1,于是k=2-a·若存在a,使得k=2-a,则即ln x1-ln x2=x1-x2.
ln x1-ln x2
=1.
x1-x2
由x1x2=1得x2--2ln x2=0(x2>1).(*)
1
x2
再由(1)知,函数h(t)=t--2ln t在(0,+∞)上单调递增,而x2>1,所以x2--
11
tx2
1
2ln x2>1--2 ln 1=0.这与(*)式矛盾.
1
故不存在a,使得k=2-a.
22
22. (12分) 已知函数f(x)=lnx,g(x)=(x-a)+(lnx-a). (1)求函数f(x)在A(1,0)处的切线方程;
(2)若g′(x)在[1,+∞)上单调递增,求实数a的取值范围;
1
(3)证明:g(x)≥.
2
答案 (1)y=x-1 (2)a≥-2 (3)略 1
解析 (1)因为f′(x)=,所以f′(1)=1.
x故切线方程为y=x-1. (2)g′(x)=2(x-+
alnx-a), xxalnx令F(x)=x-+-a,则y=F(x)在[1,+∞)上单调递增.
xxx2-lnx+a+12
F′(x)=,则当x≥1时,x-lnx+a+1≥0恒成立, 2
x即当x≥1时,a≥-x+lnx-1恒成立.
1-2x令G(x)=-x+lnx-1,则当x≥1时,G′(x)=<0,
2
2
2
x故G(x)=-x+lnx-1在[1,+∞)上单调递减.
2
从而G(x)max=G(1)=-2. 故a≥G(x)max=-2.
(3)证明:g(x)=(x-a)+(lnx-a) =2a-2(x+lnx)a+x+lnx,
令h(a)=2a-2(x+lnx)a+x+lnx,则h(a)≥
2
2
2
2
2
22
2
x-lnx2
2
. 1x-1
令Q(x)=x-lnx,则Q′(x)=1-=,显然Q(x)在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,
则Q(x)min=Q(1)=1.
则g(x)=h(a)≥12.
xx
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