问题 解答题

已知函数f(x)=(x-a)lnx,(a≥0).

(1)当a=0时,若直线y=2x+m与函数y=f(x)的图象相切,求m的值;

(2)若f(x)在[1,2]上是单调减函数,求a的最小值;

(3)当x∈[1,2e]时,|f(x)|≤e恒成立,求实数a的取值范围.(e为自然对数的底).

答案

(1)当a=0时,f(x)=xlnx,∴f′(x)=lnx+1

∵直线y=2x+m与函数y=f(x)的图象相切,∴lnx+1=2,∴x=e

∵f(e)=e,∴切点为(e,e),∴m=-e;

(2)f′(x)=lnx+1-

a
x

∵f(x)在[1,2]上是单调减函数,

f′(x)=lnx+1-

a
x
≤0在[1,2]上恒成立

∴a≥xlnx+x在[1,2]上恒成立

令g(x)=xlnx+x,则g′(x)=lnx+2>0

∴g(x)=xlnx+x在[1,2]上单调递增

∴a≥≥g(2)=2ln2+2

∴a的最小值为2ln2+2;

(3)|f(x)|≤e等价于-e≤(x-a)lnx≤e

∴-

e
lnx
≤x-a≤
e
lnx

∴x-

e
lnx
≤a≤x+
e
lnx

设h(x)=x+

e
lnx
,t(x)=x-
e
lnx
,则t(x)max≤a≤h(x)min

h′(x)=

xln2x-e
xln2x
,∵h′(e)=0

令s(x)=xln2x-e,x∈[1,2e],则s′(x)=ln2x+lnx>0

∴h(x)在[1,2e]上单调递增,∴h(x)min=h(e)=2e,

∵t′(x)=1+

e
xln2x
>0,∴t(x)在[1,2e]上单调递增,

∴t(x)max=t(2e)=2e-

e
ln2e

综上,2e-

e
ln2e
≤a≤2e.

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