已知函数f(x)=lnx-ax在点A(1,f(1))处的切线为l.(1)当切线l的斜率为2时,求实数a的值;(2)证

已知函数f(x)=lnx-ax在点A(1,f(1))处的切线为l.(1)当切线l的斜率为2时,求实数a的值;(2)证
已知函数f(x)=lnx-ax在点A(1,f(1))处的切线为l.
(1)当切线l的斜率为2时,求实数a的值;
(2)证明:无论a取何值,函数f(x)的图象恒在直线l的下方(点A除外);
(3)已知点Q(x0,f(x0)),且当x0>1时,直线QA的斜率恒小于2,试求实数a的取值范围.
easyjobsh 1年前 已收到1个回答 举报

xiaoxu9728 幼苗

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(1)∵f(x)=lnx-ax,
∴f′(x)=[1/x]-a,
∵点A(1,f(1))处的切线l的斜率为2,
∴1-a=2,
∴a=-1;
(2)证明:f(1)=ln1-a=-a,f′(1)=1-a,切线l的方程为y+a=(1-a)(x-1),即y=(1-a)x-1,
构造函数g(x)=lnx-ax-[(1-a)x-1]=lnx-x,则g′(x)=[1/x]-1
解g′(x)=0得x=1.
当0<x<1时,g′(x)>0,g(x)在(0,1)上单调递增,
同理可知,g(x)在(1,+∞)上单调递减,
∴g(x)在x=1处取到极大值,也是最大值为-1
∴任意x>0且x≠1,g(x)≤-1<0,
∴f(x)<(1-a)x-1,
即无论a取何值,函数f(x)的图象恒在直线l的下方(点A除外);
(3)由A(1,-a)、Q(x0,lnx0-ax0),得kAQ=
lnx0?ax0+a
x0?1,
∴当x0>1时,直线QA的斜率恒小于2?
lnx0?ax0+a
x0?1<2对x0∈(1,+∞)恒成立.
∴lnx0+(-2-a)(x0-1)<0对x0∈(1,+∞)恒成立,
令h(x)=lnx+(-2-a)(x-1),(x>1).
则h′(x)=[1/x]-2-a,
(ⅰ)当a≤-2时,由x>1,知h′(x)>0恒成立,
∴h(x)在(1,+∞)上单调递增,
∴h(x)>h(1)=0,不满足题意的要求.
(ⅱ)当-2<a<-1时,
∴当x∈(1,[1/2+a]),h′(x)>0;当x∈([1/2+a],+∞),h′(x0)<0,
即h(x)在(1,[1/2+a])上单调递增;在([1/2+a],+∞)上单调递减.
所以存在t∈(1,+∞)使得h(t)>h(1)=0,不满足题意要求.
(ⅲ)当a≥-1时,0<[1/2+a]≤1,对于x0>1,h′(x0)<0恒成立,
∴h(x)在(1,+∞)上单调递减,恒有h(x)<h(1)=0,满足题意要求.
综上所述:当a≥-1时,直线PQ的斜率恒小于2.

1年前

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