已知函数f(x)=
(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. |
(Ⅰ)∵a=4,
∴f(x)=
且f(e)=lnx+4 x
.(1分)5 e
又∵f′(x)=
=(lnx+4)′x-(lnx+4)x′ x2
,-3-lnx x2
∴f′(e)=
=--3-lne e2
.(3分)4 e2
∴f(x)在点(e,f(e))处的切线方程为:y-
=-5 e
(x-e),4 e2
即4x+e2y-9e=0.(4分)
(Ⅱ)f(x)的定义域为(0,+∞),f′(x)=
,(5分)1-(lnx+a) x2
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
≥1,解得a≥e2-2,2+a e2
又∵a≤-1∴无解
综上,a的取值范围是a≥1.(14分)