已知函数f(x)=a+lnxx(a∈R).

已知函数f(x)=
a+lnx
x
(a∈R)

(Ⅰ)若a=4,求曲线f(x)在点(e,f(e))处的切线方程;
(Ⅱ)求f(x)的极值;
(Ⅲ)若函数f(x)的图象与函数g(x)=1的图象在区间(0,e2]上有公共点,求实数a的取值范围.
紫色灿烂 1年前 已收到1个回答 举报

rokai1977 幼苗

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解题思路:(Ⅰ)求直线方程一般用点斜式,本题中已知切点,故可以根据导数的几何意义,求出该点的导数值,即得曲线在此点处的切线的斜率,然后用点斜式写出切线方程即可
(Ⅱ)求出函数f(x)=
a+lnx
x
(a∈R)
的导函数,令导数大于0解出增区间,令导数小于0,解出函数的减区间,然后由极值判断规则确定出极值即可.
(Ⅲ)若函数f(x)的图象与函数g(x)=1的图象在区间(0,e2]上有公共点,即在区间(0,e2]上,函数f(x)存在自变量取某个值时,函数值等于1,故问题可以转化为求出函数f(x)最值,保证函数的最大值大于等于1,最小值小于等于1即可得到关于参数a的不等式,解之即得.

(Ⅰ)∵a=4,
∴f(x)=
lnx+4
x且f(e)=
5
e.(1分)
又∵f′(x)=
(lnx+4)′x−(lnx+4)x′
x2=
−3−lnx
x2,
∴f′(e)=
−3−lne
e2=−
4
e2.(3分)
∴f(x)在点(e,f(e))处的切线方程为:y−
5
e=−
4
e2(x−e),
即4x+e2y-9e=0.(4分)
(Ⅱ)f(x)的定义域为(0,+∞),f′(x)=
1−(lnx+a)
x2,(5分)
令f'(x)=0得x=e1-a
当x∈(0,e1-a)时,f'(x)>0,f(x)是增函数;
当x∈(e1-a,+∞)时,f'(x)<0,f(x)是减函数;(7分)
∴f(x)在x=e1-a处取得极大值,即f(x)极大值=f(e1-a)=ea-1.(8分)
(Ⅲ)(i)当e1-a<e2,即a>-1时,
由(Ⅱ)知f(x)在(0,e1-a)上是增函数,在(e1-a,e2]上是减函数,
∴当x=e1-a时,f(x)取得最大值,即f(x)max=ea-1
又当x=e-a时,f(x)=0,当x∈(0,e-a]时,f(x)<0,
当x∈(e-a,e2]时,f(x)∈(0,ea-1],
所以,f(x)的图象与g(x)=1的图象在(0,e2]上有公共点,
等价于ea-1≥1,解得a≥1,
又因为a>-1,所以a≥1.(11分)
(ii)当e1-a≥e2,即a≤-1时,f(x)在(0,e2]上是增函数,
∴f(x)在(0,e2]上的最大值为f(e2)=
2+a
e2,
∴原问题等价于
2+a
e2≥1,解得a≥e2-2,
又∵a≤-1∴无解
综上,a的取值范围是a≥1.(14分)

点评:
本题考点: 利用导数研究函数的极值;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.

考点点评: 本题考点是利用导数研究函数极值,考查了用导数研究函数的单调性以及借助单调性确定函数的极值、最值的位置,解决与极值、最值有关的一些问题,本题综合性较强,涉及到的知识与运算规则较多,题目难度较大,做题时要注意体会本题的这些特点.

1年前

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