题目内容
【题目】已知函数f(x)=ln(ax+
)+
.
(1)若a>0,且f(x)在(0,+∞)上单调递增,求实数a的取值范围;
(2)是否存在实数a,使得函数f(x)在(0,+∞)上的最小值为1?若存在,求出实数a的值;若不存在,请说明理由.
【答案】
(1)解:对f(x)求导:f'(x)=
﹣
;
∵f(x)在(0,+∞)上单调递增,即f'(x)在x>0上恒有f'(x)≥0;
即:
≥
;
∵a>0,x>0;
∴
≤x2+
;
故x2+
在x>0上最小值为
;
所以:
≤
;
解得:a≥2
(2)解:假设存在这样的实数a,则f(x)≥1在x>0上恒成立,即ln(a+
)+
≥1;
ln(a+
)≥
>0=ln1,解得a>
;
从而这样的实数a必须为正实数,当a≥2时,由上面的讨论知f(x)在(0,+∞)上递增.
f(x)>f(0)=2﹣ln2>1,此时不合题意,故这样的a必须满足0<a<2;
此时:f'(x)>0得f(x)的增区间为(
);令f'(x)<0得f(x)的减区间为(0,
);
故f(x)min=f(
)=ln(a
+
)+
=1;
整理即:ln(
)﹣
=0;
ln(
)﹣
=0;
设t=
∈(
,1];
则上式即为lnt﹣
=0,构造g(t)=lnt﹣
,则等价于g(t)=0;
由于y=lnt为增函数,y=
为减函数,故g(t)为增函数;
观察知g(1)=0,故g(t)=0等价于t=1,与之对应的a=1,
综上符合条件的实数a是存在的,即a=1
【解析】(1)首先对f(x)求导,f(x)在(0,+∞)上单调递增,即f'(x)在x>0上恒有f'(x)≥0;利用分离参数法求出a的范围;(2)利用反证法假设a存在,则f(x)≥1在x>0上恒成立可得a>
;利用导数判断出函数f(x)min=1时,可求出参数a的值;
【考点精析】利用利用导数研究函数的单调性和函数的最大(小)值与导数对题目进行判断即可得到答案,需要熟知一般的,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.