(2014•潍坊模拟)已知函数f(x)=ax+lnx,函数g(x)的导函数g′(x)=ex,且g(0)g′(1)=e,其

(2014•潍坊模拟)已知函数f(x)=ax+lnx,函数g(x)的导函数g′(x)=ex,且g(0)g′(1)=e,其中e为自然对数的底数.
(Ⅰ)求f(x)的极值;
(Ⅱ)若∃x∈(0,+∞),使得不等式g(x)<
x−m+3
x
成立,试求实数m的取值范围;
(Ⅲ)当a=0时,对于∀x∈(0,+∞),求证:f(x)<g(x)-2.
zjdhq001 1年前 已收到1个回答 举报

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解题思路:(Ⅰ)求出函数f(x)的定义域,求出导数f'(x)=a+[1/x],分a≥0,a<0两种情况进行讨论,a≥0时由单调性易判断;当a<0时可得极值;
(Ⅱ)由g'(x)=ex,可设g(x)=ex+c,再由g(0)g'(1)=e可得g(xg(x)<
x−m+3
x
成立,分离出参数m后可得m<x−ex
x
+3
,令h(x)=x−ex
x
+3
,则问题可转化为:m<h(x)max,利用导数可求得h(x)max
(Ⅲ)a=0时,f(x)=lnx,令φ(x)=g(x)-f(x)-2,则φ(x)=ex-lnx-2,φ′(x)=ex
1
x
,且φ'(x)在(0,+∞)上为增函数,设φ'(x)=0的根为x=t,则et
1
t
,即t=e-t,易知φ(x)的最小值为φ(t),通过放缩可判断φ(t)>0,从而可得结论;

(Ⅰ) 函数f(x)的定义域为(0,+∞),f′(x)=a+
1
x(x>0).
当a≥0时,f'(x)>0,
∴f(x)在(0,+∞)上为增函数,f(x)没有极值;
当a<0时,f′(x)=
a(x+
1
a)
x,
若x∈(0,−
1
a)时,f'(x)>0;若x∈(−
1
a,+∞)时,f'(x)<0,
∴f(x)存在极大值,且当x=−
1
a时,f(x)极大=f(−
1
a)=ln(−
1
a)−1;
综上可知:当a≥0时,f(x)没有极值;当a<0时,f(x)存在极大值,且当x=−
1
a时,f(x)极大=f(−
1
a)=ln(−
1
a)−1;
(Ⅱ)∵函数g(x)的导函数g'(x)=ex
∴g(x)=ex+c,
又∵g(0)g'(1)=e,
∴(1+c)e=e⇒c=0,∴g(x)=ex
∵∃x∈(0,+∞),使得不等式g(x)<
x−m+3

x成立,
∴∃x∈(0,+∞),使得m<x−ex
x+3成立,
令h(x)=x−ex
x+3,则问题可转化为:m<h(x)max
对于h(x)=x−ex
x+3,x∈(0,+∞),由于h′(x)=1−ex(

点评:
本题考点: 利用导数求闭区间上函数的最值;导数在最大值、最小值问题中的应用.

考点点评: 本题考查利用导数研究函数的极值、最值及证明不等式等问题,考查恒成立问题,考查转化思想,考查学生的推理论证能力、分析解决问题的能力,本题综合性强,能力要求较高.

1年前

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