问题 解答题
已知函数f(x)=xlnx+(a-1)x(a∈R).
(Ⅰ)当a=1时,求曲线y=f(x)在x=1处的切线方程;
(Ⅱ)当a=0时,关于x的方程f(x)=m在区间[
1
2
,3]
内有两个不相等的实数根,求实数m的取值范围;
(Ⅲ)求函数f(x)在区间[
1
e
,e]
上的最小值.
答案

(Ⅰ)∵f'(x)=lnx+1,∴k=f'(1)=1,f(1)=0,…(3分)

∴所求的切线方程为y=x-1.…(4分)

(Ⅱ) 当a=0时,f(x)=xlnx-x,f′(x)=lnx+1-1=lnx…(5分)

∴由

f(x)>0
1
2
≤x≤3
lnx>0
1
2
≤x≤3
⇔1<x≤3,
f(x)<0
1
2
≤x≤3
1
2
≤x<1
,…(6分)

故可列表:

     x
1
2
(
1
2
,1)
1(1,3)3
y′-0+
y-
1
2
ln2-
1
2
-13ln3-3
-
1
2
ln2-
1
2
<0<3ln3-3
…(9分)

∴关于x的方程f(x)=m在区间[

1
2
,3]内有两个不相等的实数根时-1<m≤-
1
2
ln2-
1
2
;     …(10分)

(Ⅲ) f'(x)=lnx+a(x>0),由f'(x)=0得x=e-a.…(11分)

①当e-a

1
e
,即a>1时,f'(x)>0,f(x)在[
1
e
  ,e]
上为增函数,

f(x)min=f(

1
e
)=
a-2
e
;        …(12分)

②当

1
e
e-a≤e,即-1≤a≤1时,在[
1
e
e-a]
上f'(x)<0,f(x)为减函数,

在[e-a,e]上f'(x)>0,f(x)为增函数,f(x)min=f(e-a)=-e-a;          …(13分)

③当e-a>e,即a<-1时,f'(x)<0,f(x)在[

1
e
,e]上为减函数,f(x)min=f(e)=ea.

综上所述,f(x)min=

a-2
e
,   a>1
-e-a, -1≤a≤1
ea ,  a<-1
.…(14分)

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