設(shè)函數(shù)f(x)=x+
alnxx
,其中a為常數(shù).
(1)證明:對任意a∈R,y=f(x)的圖象恒過定點(diǎn);
(2)當(dāng)a=-1時,判斷函數(shù)y=f(x)是否存在極值?若存在,求出極值;若不存在,說明理由;
(3)若對任意a∈(0,m]時,y=f(x)恒為定義域上的增函數(shù),求m的最大值.
分析:(1)令lnx=0得到x=1=f(x)得到函數(shù)過定點(diǎn);
(2)當(dāng)a=-1時求出函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)觀察發(fā)現(xiàn)x=1時g(x)=0且為唯一根,根據(jù)x的范圍討論函數(shù)的增減性得到x=1是函數(shù)的唯一極值點(diǎn),求出f(1)即為最小值;(3)y=f(x)恒為定義域上的增函數(shù)即要證f/(x)f/(x)=1+
a-alnx
x2
=
x2-alnx+a
x2
大于零,利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)h(x)=x2-alnx+a的最小值都比0大即可.
解答:解:(1)令lnx=0,得x=1,且f(1)=1,
所以y=f(x)的圖象過定點(diǎn)(1,1);
(2)當(dāng)a=-1時,f(x)=x-
lnx
x
f/(x)=1-
1-lnx
x2
=
x2+lnx-1
x2

令g(x)=x2+lnx-1,經(jīng)觀察得g(x)=0有根x=1,下證明g(x)=0無其它根.g/(x)=2x+
1
x

當(dāng)x>0時,g/(x)>0,即y=g(x)在(0,+∞)上是單調(diào)遞增函數(shù).
所以g(x)=0有唯一根x=1;
且當(dāng)x∈(0,1)時,f/(x)=
g(x)
x2
<0
,f(x)在(0,1)上是減函數(shù);
當(dāng)x∈(1,+∞)時,f/(x)=
g(x)
x2
>0
,f(x)在(1,+∞)上是增函數(shù)
所以x=1是f(x)的唯一極小值點(diǎn).極小值是f(1)=1-
ln1
1
=1

(3)f/(x)=1+
a-alnx
x2
=
x2-alnx+a
x2
,令h(x)=x2-alnx+a
由題設(shè),對任意a∈(0,m],有h(x)≥0,x∈(0,+∞),
h/(x)=
2x2-a
x
=
2(x-
a
2
)(x+
a
2
)
x

當(dāng)x∈(0,
a
2
)
時,h/(x)<0,h(x)是減函數(shù);
當(dāng)x∈(
a
2
,+∞)
時,h/(x)>0,h(x)是增函數(shù);
所以當(dāng)x=
a
2
時,h(x)有極小值,也是最小值h(
a
2
)=(
3
2
-ln
a
2
)a

又由h(x)≥0得(
3
2
-ln
a
2
)a≥0
,得a≤2e3,即m的最大值為2e3
點(diǎn)評:考查學(xué)生利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性及研究函數(shù)極值的能力,以及應(yīng)用函數(shù)單調(diào)性的能力.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:

設(shè)函數(shù)f(x)=a2x2(a>0),g(x)=blnx.
(1)若函數(shù)y=f(x)圖象上的點(diǎn)到直線x-y-3=0距離的最小值為
2
,求a的值;
(2)關(guān)于x的不等式(x-1)2>f(x)的解集中的整數(shù)恰有3個,求實(shí)數(shù)a的取值范圍;
(3)對于函數(shù)f(x)與g(x)定義域上的任意實(shí)數(shù)x,若存在常數(shù)k,m,使得f(x)≥kx+m和g(x)≤kx+m都成立,則稱直線y=kx+m為函數(shù)f(x)與g(x)的“分界線”.設(shè)a=
2
2
,b=e,試探究f(x)與g(x)是否存在“分界線”?若存在,求出“分界線”的方程;若不存在,請說明理由.

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科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:

設(shè)函數(shù)f(x)=p(x-
1
x
)-2lnx,g(x)=
2e
x
(p是實(shí)數(shù),e為自然對數(shù)的底數(shù))
(1)若f(x)在其定義域內(nèi)為單調(diào)函數(shù),求p的取值范圍;
(2)若直線l與函數(shù)f(x),g(x)的圖象都相切,且與函數(shù)f(x)的圖象相切于點(diǎn)(1,0),求p的值;
(3)若在[1,e]上至少存在一點(diǎn)x0,使得f(x0)>g(x0)成立,求p的取值范圍.

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科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:

設(shè)函數(shù)f(x)的定義域?yàn)镈,若存在非零實(shí)數(shù)l使得對于任意x∈M(M⊆D),有x+l∈D,且f(x+1)≥f(x),則稱f(x)為M上的高調(diào)函數(shù).現(xiàn)給出下列三個命題:
①函數(shù)f(x)=(
12
)x
為R上的l高調(diào)函數(shù);
②函數(shù)f(x)=sin2x為R上的π高調(diào)函數(shù);
③如果定義域是[-1,+∞)的函數(shù)f(x)=x2為[-1,+∞)上的m高調(diào)函數(shù),那么實(shí)數(shù)m的取值范圍[2,+∞);
其中正確的命題是
②③
②③
(填序號)

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科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:

設(shè)函數(shù)f(x)是定義在R上的偶函數(shù),且f(x+2)=f(x)恒成立;當(dāng)x∈[0,1]時,f(x)=x3-4x+3.有下列命題:
f(-
3
4
) <f(
15
2
)
;
②當(dāng)x∈[-1,0]時f(x)=x3+4x+3;
③f(x)(x≥0)的圖象與x軸的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)由小到大構(gòu)成一個無窮等差數(shù)列;
④關(guān)于x的方程f(x)=|x|在x∈[-3,4]上有7個不同的根.
其中真命題的個數(shù)為( 。

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科目:高中數(shù)學(xué) 來源:徐州模擬 題型:解答題

設(shè)函數(shù)f(x)=a2x2(a>0),g(x)=blnx.
(1)若函數(shù)y=f(x)圖象上的點(diǎn)到直線x-y-3=0距離的最小值為2
2
,求a的值;
(2)關(guān)于x的不等式(x-1)2>f(x)的解集中的整數(shù)恰有3個,求實(shí)數(shù)a的取值范圍;
(3)對于函數(shù)f(x)與g(x)定義域上的任意實(shí)數(shù)x,若存在常數(shù)k,m,使得f(x)≥kx+m和g(x)≤kx+m都成立,則稱直線y=kx+m為函數(shù)f(x)與g(x)的“分界線”.設(shè)a=
2
2
,b=e,試探究f(x)與g(x)是否存在“分界線”?若存在,求出“分界線”的方程;若不存在,請說明理由.

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