题目内容
【题目】已知函数f(x)=alnx+b(a,b∈R),曲线f(x)在x=1处的切线方程为x﹣y﹣1=0.
(1)求a,b的值;
(2)证明:f(x)+ ≥1;
(3)已知满足xlnx=1的常数为k.令函数g(x)=mex+f(x)(其中e是自然对数的底数,e=2.71828…),若x=x0是g(x)的极值点,且g(x)≤0恒成立,求实数m的取值范围.
【答案】
(1)解:f(x)的导函数 ,
由曲线f(x)在x=1处的切线方程为x﹣y﹣1=0,
知f'(1)=1,f(1)=0,
所以a=1,b=0
(2)证明:令 = ,
则 = ,
当0<x<1时,u'(x)<0,u(x)单调递减;当x>1时,u'(x)>0,u(x)单调递增,
所以,当x=1时,u(x)取得极小值,也即最小值,该最小值为u(1)=0,
所以u(x)≥0,即不等式 成立
(3)解:函数g(x)=mex+lnx(x>0),则 ,
当m≥0时,g′(x)>0,函数g(x)在(0,+∞)内单调递增,g(x)无极值,不符合题意;
当m<0时,由 ,得 ,
结合y=ex, 在(0,+∞)上的图象可知,
关于x的方程 一定有解,其解为x0(x0>0),
且当0<x<x0时,g'(x)>0,g(x)在(0,x0)内单调递增;
当x>x0时,g'(x)<0,g(x)在(x0,+∞)内单调递减.
则x=x0是函数g(x)的唯一极值点,也是它的唯一最大值点,
x=x0也是g'(x)=0在(0,+∞)上的唯一零点,
即 ,则 .
所以g(x)max=g(x0)= = .
由于g(x)≤0恒成立,则g(x)max≤0,即 ,(*)
考察函数 ,则 ,
所以h(x)为(0,+∞)内的增函数,且 , ,
又常数k满足klnk=1,即 ,
所以,k是方程 的唯一根,
于是不等式(*)的解为x0≤k,
又函数 (x>0)为增函数,故 ,
所以m的取值范围是
【解析】(1)求出f(x)的导数,可得切线的斜率和切点,由已知切线的方程,可得a,b的值;(2)令 = ,求出导数和单调区间,可得极小值且为最小值,即可得证;(3)g(x)=mex+lnx(x>0),求出g(x)的导数,讨论m的符号,判断g(x)的单调性,得到x的方程 一定有解,其解为x0(x0>0),判断为g(x)的最大值点,考察函数 ,求出导数,
由零点存在定理可得k是方程 的唯一根,即可得到所求m的范围.