题目内容
【题目】已知函数f(x)=axlnx+bx(a≠0)在(1,f(1))处的切线与x轴平行,(e=2.71828)
(1)试讨论f(x)在(0,+∞)上的单调性;
(2)①设g(x)=x+ ,x∈(0,+∞),求g(x)的最小值; ②证明: ≥1﹣x.
【答案】
(1)解:∵f′(x)=alnx+a+b,
∴f′(1)=a+b=0,故b=﹣a,
∴f(x)=axlnx﹣ax,且f′(x)=alnx,
当a>0时,x∈(0,1)时,f′(x)<0,x∈(1,+∞)时,f′(x)>00,
∴f(x)在(0,1)递减,在(1,+∞)递增;
a<0时,x∈(0,1)时,f′(x)>0,x∈(1,+∞)时,f′(x)<0,
∴f(x)在(0,1)递增,在(1,+∞)递减;
(2)解:①解:∵g(x)=x+ ,x∈(0,+∞),
∴g′(x)=1﹣e1﹣x= ,
x∈(0,1)时,g′(x)<0,x∈(1,+∞)时,g′(x)>0,
故g(x)在(0,1)递减,在(1,+∞)递增,
故g(x)min=g(1)=2;
②证明:由(1)得:f(x)=axlnx﹣ax,
由 ≥1﹣x,得:xlnx﹣x+ +x﹣1≥0,
即(xlnx﹣1)(xex﹣1+1)+2≥0
(xlnx+1)xex﹣1+xlnx+1≥2xex﹣1
(xlnx+1)(xex﹣1+1)≥2xex﹣1,
即(lnx+ )(x+e1﹣x)≥2,
设h(x)=lnx+ ,h′(x)= ,
故h(x)在(0,1)递减,在(1,+∞)递增,
故h(x)≥h(1)=1,
又g(x)在(0,+∞)时,g(x)≥2,
故(lnx+ )(x+e1﹣x)≥2成立,
即 ≥1﹣x成立.
【解析】(1)求出函数的导数,通过讨论a的范围求出函数的单调区间即可;(2)①求出函数的导数,解关于导函数的不等式,求出函数的单调区间,从而求出函数的最小值即可;②问题转化为(xlnx﹣1)(xex﹣1+1)+2≥0,即(lnx+ )(x+e1﹣x)≥2,设h(x)=lnx+ ,根据函数的单调性证明即可.
【考点精析】根据题目的已知条件,利用利用导数研究函数的单调性和函数的最大(小)值与导数的相关知识可以得到问题的答案,需要掌握一般的,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;求函数在上的最大值与最小值的步骤:(1)求函数在内的极值;(2)将函数的各极值与端点处的函数值,比较,其中最大的是一个最大值,最小的是最小值.