已知曲线y=x lnx(x>[1/e])在点(t,t lnt)处的切线l交x轴于点A,交y轴于点B,

已知曲线y=x lnx(x>[1/e])在点(t,t lnt)处的切线l交x轴于点A,交y轴于点B,△AOB(O为坐标原点)的面积为S.
(Ⅰ)试写出S关于t的函数关系式;
(Ⅱ)求面积S的最小值;
(Ⅲ)若S≥[t+1a(1+lnt)
为菲守护 1年前 已收到1个回答 举报

zsayforeverz 春芽

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解题思路:(1)根据曲线y=xlnx(x>1e)在点(t,tlnt)处的切线斜率为y'=1+lnt再设A(m,0),B(0,n),得出关于t,m,n的方程得m=t1+lntn=−t,从而写出S关于t的函数关系式即可;(2)记S=g(t)=t22(1+lnt),先求导数S′=g′(t)=t(1+2lnt)2(1+lnt)2,利用导数研究其单调性及最值,从而得出面积S的最小值为;(3)由S≥t+1a(1+lnt),得t22≥t+1a对t>1e恒成立.记u(t)=t22−t+1a,求出其导数u′(t)=t−1a,利用职权导数研究它的单调性,从而求得实数a的取值范围.

(1)曲线y=xlnx(x>
1
e)在点(t,tlnt)处的切线斜率为y'=1+lnt,(1分)
设A(m,0),B(0,n),


0−tlnt=(1+lnt)(m−t)
n−tlnt=(1+lnt)(0−t)(2分)
解得

m=
t
1+lnt
n=−t
所以S=
1
2|mn|=
t2
2|1+lnt|,注意到t>
1
e时,1+lnt>0,
故S=
t2
2(1+lnt)(t>
1
e)为所求.(4分)
(2)记S=g(t)=
t2
2(1+lnt),则S′=g′(t)=
t(1+2lnt)
2(1+lnt)2,
∵t>
1
e,∴
1
e<t<
1

e时,S'<0;t>
1

e时,S'>0,
即函数S=g(t)在(
1
e,
1

e)上单调递减,在(
1

e,+∞)上单调递增,(6分)Smin=g(
1

e)=

1
e
2(1+ln
1

e)=
1
e,
所以面积S的最小值为[1/e],当且仅当t=
1

e时取到.(8分)
(3)由S≥
t+1
a(1+lnt),及1+lnt>0得,
t2
2≥
t+1
a对t>
1
e恒成立.
记u(t)=
t2
2−
t+1
a,则u′(t)=t−
1
a,
当[1/a≤
1
e],即a<0或a≥e时,u'(t)>0恒成立,
此时u(t)在(
1
e,+∞)上单调递增,∴

a<0或a≥e
u(
1
e)=
1
2e2−

1
e+1
a≥0(10分)
解得a<0或a≥2e2+2e,
当[1/a>
1
e],即0<a<e时,u′(t)>0⇔t>
1
a,
所以函数u(t)在(
1
e,
1
a)上单调递减,在(
1
a,+∞)上单调递增,
此时u(t)min=u(
1
a)=
1
2a2−

1
a+1
a,∴

0<a<e

1
2a2−

1
a+1
a≥0解得a∈ϕ,
综上,a<0或a≥2e2+2e为所求.(12分)

点评:
本题考点: 导数在最大值、最小值问题中的应用;利用导数研究曲线上某点切线方程.

考点点评: 本小题主要考查利用导数研究曲线上某点切线方程、导数在最大值、最小值问题中的应用、不等式的解法等基础知识,考查运算求解能力与转化思想.属于中档题.

1年前

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