已知函数f(x)=2x+alnx,a∈R.

已知函数f(x)=
2
x
+alnx
,a∈R.
(Ⅰ)若曲线y=f(x)在点P(1,f(1))处的切线垂直于直线y=x+2,求a的值;
(Ⅱ)求函数f(x)在区间(0,e]上的最小值.
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alex59919 种子

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解题思路:(Ⅰ)先求出直线的斜率,因为曲线的切线垂直与直线,所以曲线的切线在该点的斜率与直线的斜率乘积为-1,即曲线在该点的导数与直线的斜率乘积为-1.(Ⅱ)求出函数f(x)的导数,再讨论a的范围,根据导数求出函数的最值

(Ⅰ)直线y=x+2的斜率为1.
函数y=f(x)的导数为f′(x)=−
2
x2+
a
x,
则f′(1)=-[2/1]+[a/1],所以a=1.(5分)
(Ⅱ)f′(x)=(ax-2)/x2,x∈(0,+∞).
①当a=0时,在区间(0,e]上f′(x)=-2/x2,此时f(x)在区间(0,e]上单调递减,
则f(x)在区间(0,e]上的最小值为F(e)=[2/e].
②当[2/a]<0,即a<0时,在区间(0,e]上f′(x)<0,此时f(x)在区间(0,e]上单调递减,
则f(x)在区间(0,e]上的最小值为f(e)=[2/e]+a.
③当0<[2/a]<e,即a>[2/e]时,
在区间(0,
2
a)上f′(x)<0,此时f(x)在区间(0,
2
a)上单调递减;
在区间(
2
a,e]上f′(x)>0,此时f(x)在区间(
2
a,e]上单调递增;
则f(x)在区间(0,e]上的最小值为f([2/a])=a+aln2.
④当[2/a≥e,即0<a≤
2
e]时,
在区间(0,e]上f′(x)≤0,此时f(x)在区间(0,e]上为单调递减,
则f(x)在区间(0,e]上的最小值为f(e)=[2/e]+a.
综上所述,当a≤
2
e时,f(x)在区间(0,e]上的最小值为[2/e]+a;
当a>[2/e]时,f(x)在区间(0,e]上的最小值为a+aln[2/a].

点评:
本题考点: 利用导数求闭区间上函数的最值;利用导数研究曲线上某点切线方程.

考点点评: 该题考查求函数的导数,以及直线垂直的位置关系,要注意讨论a的取值范围,属于中等题,不算很难

1年前

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