问题 解答题

已知函数f(x)=x+xlnx.

(1)求函数f(x)的图象在点(1,1)处的切线方程;

(2)若k∈Z,且k(x-1)<f(x)对任意x>1恒成立,求k的最大值.

答案

(1)因为函数f(x)=x+xlnx,所以f'(x)=lnx+2,所以f'(1)=2,

则函数f(x)的图象在点(1,1)处的切线方程y-1=2(x-1),即2x-y-1=0;

(2)因为f(x)=x+xlnx,所以k(x-1)<f(x)对任意x>1恒成立,

即k(x-1)<x+xlnx,因为x>1,

也就是k<

x+xlnx
x-1
对任意x>1恒成立.

g(x)=

x+xlnx
x-1
,则g′(x)=
x-lnx-2
(x-1)2

令h(x)=x-lnx-2(x>1),则h′(x)=1-

1
x
=
x-1
x
>0,

所以函数h(x)在(1,+∞)上单调递增.

因为h(3)=1-ln3<0,h(4)=2-2ln2>0,

所以方程h(x)=0在(1,+∞)上存在唯一实根x0,且满足x0∈(3,4).

当1<x<x0时,h(x)<0,即g'(x)<0,当x>x0时,h(x)>0,即g'(x)>0,

所以函数g(x)=

x+xlnx
x-1
在(1,x0)上单调递减,在(x0,+∞)上单调递增.

所以[g(x)]min=g(x0)=

x0(1+inx0)
x0-1
=
x0(1+x0-2)
x0-1
=x0

[g(x)]min=g(x0)=

x0(1+lnx0)
x0-1
=
x0(1+x0-2)
x0-1
=x0∈(3,4).

所以k<[g(x)]min=x0

因为x0∈(3,4).故整数k的最大值是3.

单项选择题
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