题目内容
已知函数f(x)=xlnx.(Ⅰ)若直线l过点(0,1),并且与曲线y=f(x)相切,求直线l的方程;
(Ⅱ)设函数g(x)=f(x)-a(x-1),其中a∈R,求函数g(x)在区间[1,e]上的最小值.(其中e为自然对数的底数)
分析:(Ⅰ)由于(0,1)不是切点,故先假设切点,利用切点处得导数为切线的斜率,再根据过(0,1),从而可求切点的坐标,进一步可求切线的方程;
(Ⅱ)先确定函数的单调区间,再利用区间进行分类讨论,从而求出函数再区间上的最小值.
(Ⅱ)先确定函数的单调区间,再利用区间进行分类讨论,从而求出函数再区间上的最小值.
解答:解:(Ⅰ)f′(x)=lnx+1,x>0,(2分)
设切点坐标为(x0,y0),则y0=x0lnx0,切线的斜率为lnx0+1,所以lnx0+1=
,(4分)
解得x0=1,y0=0,所以直线l的方程为x-y-1=0.(6分)
(Ⅱ)g(x)=xlnx-a(x-1),则g′(x)=lnx+1-a,(7分)
解g′(x)=0,得x=ea-1,所以在区间(0,ea-1)上,g(x)为递减函数,在区间(ea-1,+∞)上,g(x)为递增函数.(8分)
当ea-1≤1,即a≤1时,在区间[1,e]上,g(x)为递增函数,所以g(x)最小值为g(1)=0.(9分)
当1<ea-1<e,即1<a<2时,g(x)的最小值为g(ea-1)=a-ea-1.(10分)
当ea-1≥e,即a≥2时,在区间[1,e]上,g(x)为递减函数,
所以g(x)最小值为g(e)=a+e-ae.(11分)
综上,当a≤1时,g(x)最小值为0;当1<a<2时,g(x)的最小值为a-ea-1;当a≥2时,g(x)最小值为a+e-ae.(12分)
设切点坐标为(x0,y0),则y0=x0lnx0,切线的斜率为lnx0+1,所以lnx0+1=
y0+1 |
x0 |
解得x0=1,y0=0,所以直线l的方程为x-y-1=0.(6分)
(Ⅱ)g(x)=xlnx-a(x-1),则g′(x)=lnx+1-a,(7分)
解g′(x)=0,得x=ea-1,所以在区间(0,ea-1)上,g(x)为递减函数,在区间(ea-1,+∞)上,g(x)为递增函数.(8分)
当ea-1≤1,即a≤1时,在区间[1,e]上,g(x)为递增函数,所以g(x)最小值为g(1)=0.(9分)
当1<ea-1<e,即1<a<2时,g(x)的最小值为g(ea-1)=a-ea-1.(10分)
当ea-1≥e,即a≥2时,在区间[1,e]上,g(x)为递减函数,
所以g(x)最小值为g(e)=a+e-ae.(11分)
综上,当a≤1时,g(x)最小值为0;当1<a<2时,g(x)的最小值为a-ea-1;当a≥2时,g(x)最小值为a+e-ae.(12分)
点评:本题考查导数的几何意义,考查利用导数研究函数的最值,应用导数的几何意义求切线时,注意点是否为切点.
练习册系列答案
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已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)(x∈R,A>0,ω>0,|φ|<
)的部分图象如图所示,则f(x)的解析式是( )
π |
2 |
A、f(x)=2sin(πx+
| ||
B、f(x)=2sin(2πx+
| ||
C、f(x)=2sin(πx+
| ||
D、f(x)=2sin(2πx+
|