题目内容
【题目】已知函数f(x)=(x+m)lnx,曲线y=f(x)在x=e(e为自然对数的底数)处得到切线与圆x2+y2=5在点(2,﹣1)处的切线平行.
(1)证明:
;
(2)若不等式(ax+1)(x﹣1)<(a+1)lnx在x∈(0,1)上恒成立,求实数a的取值范围.
【答案】
(1)证明:∵f(x)=(x+m)lnx,
∴f′(x)=lnx+
,
易知圆x2+y2=5在点(2,﹣1)处的切线方程是2x﹣y=5,
由题意得f′(e)=2,即lne+
=2,解得:m=0,
∴f(x)=xlnx,f′(x)=lnx+1,
令f′(x)=0,解得:x=
,
x∈(0,
)时,f′(x)<0,
故f(x)在(0,
)递减,
x∈(
,+∞)时,f′(x)>0,
故f(x)在(
,+∞)递增,
故f(x)在x=
处取极小值,也是最小值,最小值是f(
)=﹣
,
又﹣
>﹣
,故f(x)>﹣ ![]()
(2)解:若不等式(ax+1)(x﹣1)<(a+1)lnx在x∈(0,1)上恒成立,
则(a+1)lnx+
﹣ax+a﹣1>0在x∈(0,1)上恒成立,
设h(x)=(a+1)lnx+
﹣ax+a﹣1,x∈(0,+∞),
则h′(x)=
,
①a≤0时,h′(x)<0在(0,1)恒成立,
故h(x)在(0,1)递减,又h(1)=0,
故x∈(0,1)时,总有h(x)>0,符合题意;
②a>1时,令h′(x)=0,解得:x=
或x=1,
易知h(x)在(0,
)递减,在(
,1)递增,又h(1)=0,
故x∈(
,1)时,总有h(x)<0,不符合题意;
③0<a≤1时,h′(x)<0在(0,1)恒成立,
故h(x)在(0,1)递减,又h(1)=0,
故x∈(0,1)时,总有h(x)>0,符合题意;
综上,a的范围是(﹣∞,1]
【解析】(1)求出函数的导数,求出m的值,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(a+1)lnx+
﹣ax+a﹣1>0在x∈(0,1)上恒成立,设h(x)=(a+1)lnx+
﹣ax+a﹣1,x∈(0,+∞),根据函数的单调性求出a的范围即可.