题目内容
【题目】已知函数f(x)=bx﹣axlnx(a>0)的图象在点(1,f(1))处的切线与直线平y=(1﹣a)x行.
(1)若函数y=f(x)在[e,2e]上是减函数,求实数a的最小值;
(2)设g(x)= ,若存在x1∈[e,e2],使g(x1)≤ 成立,求实数a的取值范围.
【答案】
(1)解:f′(x)=b﹣a﹣alnx,
∴f′(1)=b﹣a,
∴b﹣a=1﹣a,b=1,
∴f(x)=x﹣axlnx,
函数y=f(x)在[e,2e]上是减函数,
∴f′(x)=1﹣a﹣alnx≤0在[e,2e]上恒成立,
即a≥ 在[e,2e]上恒成立,
∵h(x)= 在[e,2e]上递减,
∴h(x)的最大值是 ,
∴实数a的最小值是
(2)解:∵g(x)= = ﹣ax,
∴g′(x)= =﹣ + ﹣a,
故当 = 即x=e2时,g′(x)max= ﹣a,
若存在x1∈[e,e2],使g(x1)≤ 成立,
等价于x1∈[e,e2]时,有g(x)min≤ 成立,
当a≥ 时,g(x)在[e,e2]上递减,
∴g(x)min=g(e2)= ﹣ae2≤ ,故a≥ ﹣ ,
当0<a< 时,由于g′(x)在[e,2e]上递增,
故g′(x)的值域是[﹣a, ﹣a],
由g′(x)的单调性和值域知:
存在x0∈[e,e2],使g′(x)=0,且满足:
x∈[e,x0),g′(x)<0,g(x)递减,x∈(x0,e2],g′(x)>0,g(x)递增,
∴g(x)min=g(x0)= ≤ ,x0∈(e,e2),
∴a≥ ﹣ > ﹣ > ,与0<a< 矛盾,不合题意,
综上:a≥ ﹣
【解析】(1)求出函数的导数,得到b﹣a=1﹣a,解出b,求出函数的解析式,问题转化为a≥ 在[e,2e]上恒成立,根据函数的单调性求出a的范围即可;(2)问题等价于x1∈[e,e2]时,有g(x)min≤ 成立,通过讨论a的范围结合函数的单调性求出a的具体范围即可.
【考点精析】掌握利用导数研究函数的单调性是解答本题的根本,需要知道一般的,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.