问题 解答题
已知函数f(x)=
a+lnx
x
(a∈R)

(Ⅰ)若a=4,求曲线f(x)在点(e,f(e))处的切线方程;
(Ⅱ)求f(x)的极值;
(Ⅲ)若函数f(x)的图象与函数g(x)=1的图象在区间(0,e2]上有公共点,求实数a的取值范围.
答案

(Ⅰ)∵a=4,

f(x)=

lnx+4
x
f(e)=
5
e
.(1分)

又∵f′(x)=

(lnx+4)′x-(lnx+4)x′
x2
=
-3-lnx
x2

f′(e)=

-3-lne
e2
=-
4
e2
.(3分)

∴f(x)在点(e,f(e))处的切线方程为:y-

5
e
=-
4
e2
(x-e),

即4x+e2y-9e=0.(4分)

(Ⅱ)f(x)的定义域为(0,+∞),f′(x)=

1-(lnx+a)
x2
,(5分)

令f'(x)=0得x=e1-a

当x∈(0,e1-a)时,f'(x)>0,f(x)是增函数;

当x∈(e1-a,+∞)时,f'(x)<0,f(x)是减函数;(7分)

∴f(x)在x=e1-a处取得极大值,即f(x)极大值=f(e1-a)=ea-1.(8分)

(Ⅲ)(i)当e1-a<e2,即a>-1时,

由(Ⅱ)知f(x)在(0,e1-a)上是增函数,在(e1-a,e2]上是减函数,

∴当x=e1-a时,f(x)取得最大值,即f(x)max=ea-1

又当x=e-a时,f(x)=0,当x∈(0,e-a]时,f(x)<0,

当x∈(e-a,e2]时,f(x)∈(0,ea-1],

所以,f(x)的图象与g(x)=1的图象在(0,e2]上有公共点,

等价于ea-1≥1,解得a≥1,

又因为a>-1,所以a≥1.(11分)

(ii)当e1-a≥e2,即a≤-1时,f(x)在(0,e2]上是增函数,

∴f(x)在(0,e2]上的最大值为f(e2)=

2+a
e2

∴原问题等价于

2+a
e2
≥1,解得a≥e2-2,

又∵a≤-1∴无解

综上,a的取值范围是a≥1.(14分)

单项选择题
多项选择题