题目内容
已知函数f(x)=klnx+(k-1)x.(Ⅰ)讨论函数f(x)的单调性;
(Ⅱ)若函数f(x)存在最大值M,且M>0,求k的取值范围.
【答案】分析:(Ⅰ)首先求出函数的导数,然后根据导数与函数单调区间的关系对k的大小进行分类讨论,进而确定函数的单调性.
(Ⅱ)根据函数的增减区间确定函数的最大值,从而解出k的取值范围.
解答:解:(Ⅰ)显然函数f(x)的定义域为(0,+∞),
由题意得
,
当k≤0时,由x>0知
恒成立,
此时f(x)在定义域内单调递减;
当k≥1时,由x>0知
恒成立,
此时f(x)在定义域内单调递增;
当0<k<1时,由f′(x)>0,
得
,
由f′(x)<0,
解得
,
此时f(x)在
内单调递增,在
内单调递减,
(Ⅱ)由(Ⅰ)知函数f(x)的定义域为(0,+∞),且
当k≤0或k≥1时,f(x)在定义域内单调,
此时函数f(x)无最大值,
又当0<k<1时,f(x)在
内单调递增,在
内单调递减,
所以当0<k<1时函数f(x)有最大值
,
因为M>0,所以有
,
解得
,
因此k的取值范围是
(e为自然对数的底).
点评:本小题主要考查导数的概念和计算,应用导数研究函数单调性的方法及推理和运算能力.
(Ⅱ)根据函数的增减区间确定函数的最大值,从而解出k的取值范围.
解答:解:(Ⅰ)显然函数f(x)的定义域为(0,+∞),
由题意得
当k≤0时,由x>0知
此时f(x)在定义域内单调递减;
当k≥1时,由x>0知
此时f(x)在定义域内单调递增;
当0<k<1时,由f′(x)>0,
得
由f′(x)<0,
解得
此时f(x)在
(Ⅱ)由(Ⅰ)知函数f(x)的定义域为(0,+∞),且
当k≤0或k≥1时,f(x)在定义域内单调,
此时函数f(x)无最大值,
又当0<k<1时,f(x)在
所以当0<k<1时函数f(x)有最大值
因为M>0,所以有
解得
因此k的取值范围是
点评:本小题主要考查导数的概念和计算,应用导数研究函数单调性的方法及推理和运算能力.
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