问题 解答题
已知函数f(x)=
2
x
+alnx
,a∈R.
(Ⅰ)若曲线y=f(x)在点P(1,f(1))处的切线垂直于直线y=x+2,求a的值;
(Ⅱ)求函数f(x)在区间(0,e]上的最小值.
答案

(Ⅰ)直线y=x+2的斜率为1.

函数y=f(x)的导数为f′(x)=-

2
x2
+
a
x

则f′(1)=-

2
1
+
a
1
,所以a=1.(5分)

(Ⅱ)f′(x)=(ax-2)/x2,x∈(0,+∞).

①当a=0时,在区间(0,e]上f′(x)=-2/x2,此时f(x)在区间(0,e]上单调递减,

则f(x)在区间(0,e]上的最小值为F(e)=

2
e

②当

2
a
<0,即a<0时,在区间(0,e]上f′(x)<0,此时f(x)在区间(0,e]上单调递减,

则f(x)在区间(0,e]上的最小值为f(e)=

2
e
+a.

③当0<

2
a
<e,即a>
2
e
时,

在区间(0,  

2
a
)上f′(x)<0,此时f(x)在区间(0,  
2
a
)
上单调递减;

在区间(

2
a
,  e]上f′(x)>0,此时f(x)在区间(
2
a
,  e]
上单调递增;

则f(x)在区间(0,e]上的最小值为f(

2
a
)=a+aln2.

④当

2
a
≥e,即0<a≤
2
e
时,

在区间(0,e]上f′(x)≤0,此时f(x)在区间(0,e]上为单调递减,

则f(x)在区间(0,e]上的最小值为f(e)=

2
e
+a.

综上所述,当a≤

2
e
时,f(x)在区间(0,e]上的最小值为
2
e
+a;

当a>

2
e
时,f(x)在区间(0,e]上的最小值为a+aln
2
a

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