题目内容

【题目】已知函数f(x)=lnx﹣ax+1(a∈R).
(1)若函数f(x)的图象在x=1处的切线l垂直于直线y=x,求实数a的值及直线l的方程;
(2)求函数f(x)的单调区间;
(3)若x>1,求证:lnx<x﹣1.

【答案】
(1)解:∵f(x)=lnx﹣ax+1(a∈R),定义域为(0,+∞),

∴函数f(x)的图象在x=1处的切线l的斜率k=f′(1)=1﹣a,

∵切线l垂直于直线y=x,

∴1﹣a=﹣1,∴a=2,

∴f(x)=lnx﹣2x+1,f(1)=﹣1,

∴切点为(1,﹣1),

∴切线l的方程为y+1=﹣(x﹣1),

即x+y=0


(2)解:由(1)知: ,x>0

当a≤0时, ,此时f(x)的单调递增区间是(0,+∞);

当a>0时,

,则f′(x)>0;若 ,则f′(x)<0,

此时,f(x)的单调递增区间是 ,单调递减区间是

综上所述:

当a≤0时,f(x)的单调递增区间是(0,+∞);

当a>0时,f(x)的单调递增区间是 ,单调递减区间是


(3)解:由(2)知:当a=1时,f(x)=lnx﹣x+1在(1,+∞)上单调递减,

∴x>1时,f(x)<f(1)=ln1﹣1+1=0,

∴x>1时,lnx﹣x+1<0,即lnx<x﹣1


【解析】(1)求出函数的导数,根据切线的斜率求出a的值,从而求出函数的切点,求出切线方程即可;(2)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;(3)由a=1时,f(x)=lnx﹣x+1在(1,+∞)上单调递减,得到f(x)<f(1),从而证明结论.
【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.

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