题目内容
【题目】已知函数f(x)=ax+lnx(a∈R). (Ⅰ)若a=2,求曲线y=f(x)在x=1处切线的斜率;
(Ⅱ)求f(x)的单调区间;
(Ⅲ)设g(x)=x2﹣2x+2,若对任意x1∈(0,+∞),均存在x2∈[0,1],使得f(x1)<g(x2),求a的取值范围.
【答案】解:(Ⅰ)由已知 ,则f'(1)=2+1=3. 故曲线y=f(x)在x=1处切线的斜率为3;
(Ⅱ) .
①当a≥0时,由于x>0,故ax+1>0,f'(x)>0
所以,f(x)的单调递增区间为(0,+∞).
②当a<0时,由f'(x)=0,得 .
在区间 上,f'(x)>0,在区间 上f'(x)<0,
所以,函数f(x)的单调递增区间为 ,单调递减区间为 ;
(Ⅲ)由已知,转化为f(x)max<g(x)max ,
因为g(x)=x2﹣2x+2=(x﹣1)2+1,x∈[0,1],
所以g(x)max=2…(9分)
由(Ⅱ)知,当a≥0时,f(x)在(0,+∞)上单调递增,值域为R,故不符合题意.
当a<0时,f(x)在(0,﹣ )上单调递增,在(﹣ ,+∞)上单调递减,
故f(x)的极大值即为最大值,f(﹣ )=﹣1+ln(﹣ )=﹣1﹣ln(﹣a),
所以2>﹣1﹣ln(﹣a),解得a<﹣
【解析】(Ⅰ)把a的值代入f(x)中,求出f(x)的导函数,把x=1代入导函数中求出的导函数值即为切线的斜率;(Ⅱ)求出f(x)的导函数,分a大于等于0和a小于0两种情况讨论导函数的正负,进而得到函数的单调区间;(Ⅲ)对任意x1∈(0,+∞),均存在x2∈[0,1],使得f(x1)<g(x2),等价于f(x)max<g(x)max , 分别求出相应的最大值,即可求得实数a的取值范围.
【考点精析】关于本题考查的利用导数研究函数的单调性,需要了解一般的,函数的单调性与其导数的正负有如下关系: 在某个区间内,(1)如果,那么函数在这个区间单调递增;(2)如果,那么函数在这个区间单调递减才能得出正确答案.