已知函数f(x)=ax+xlnx的图象在点x=e(e为自然对数的底数)处的切线斜率为3. (Ⅰ)求实数a的值; (Ⅱ)若函数g(x)=
(Ⅲ)若f(x)>t(x-1)(t∈Z)对任意x>1恒成立,求t的最大值. |
(1)由已知得f′(x)=a+lnx+1,
故f′(e)=3,
即a+lne+1=3,
∴a=1.
(2)∵g(x)=
+x+xlnx x
-k9 2(x+1)
=1+lnx+
-k(x>0),9 2(x+1)
∴g′(x)=
-1 x
=9 2(x+1)2
,(x>0)(2x-1)(x-2) 2x(x+1)2
令g′(x)=0,解得x=
,或x=2,1 2
列表如下
x | (0,
|
| (
| 2 | (2,+∞) | ||||||
g′(x) | + | 0 | - | 0 | + | ||||||
g(x) | ↑ | 极大值 4-ln2-k | ↓ | 极小值
| ↑ |
要使g(x)仅有一个零点,则必须
,或4-ln2-k<0
+ln2-k<05 2
,
+ln2-k>05 2 4-ln2-k>0
∴k>4-ln2,或k<
+ln2,5 2
∴k∈(-∞,
+ln2)∪(4-ln2,+∞).5 2
(3)由x+xlnx>t(x-1)在x>1时恒成立,
即t<
在x>1恒成立,x+xlnx-2 x-1
令p(x)=
(x>1),p′(x)=x+xlnx x-1
,x-lnx-2 (x-1)2
令h(x)=x-lnx-2,x>1,
则h′(x)=1-
=1 x
>0,x-1 x
∴h(x)在(1,+∞)上单调增加,
∵h(3)=1-ln3<0,
h(4)=2-2ln2>0,
∴h(x)在(1,+∞)上在唯一实数根x0,且满足x0∈(3,4),
当x∈(1,x0)时,h(x)<0,∴p′(x)=
<0,x-lnx-2 (x-1)2
函数p(x)在(1,x0)上单调递减,
当x∈(x0,+∞)时,h(x)>0,∴p′(x)=
>0,x-lnx-2 (x-1)2
函数p(x)在(1,x0)上单调递增,
∴p(x)min=p(x0)=
,x0(1+lnx0) x0-1
∵h(x0)=0,即x0-lnx0-2=0,
∴lnx0=x0-2.
∴p(x)min=p(x0)=
=x0∈(3,4),x0(1+lnx0) x0-1
∴t<p(x)min=p(x0)=
=x0∈(3,4),x0(1+lnx0) x0-1
故t的最大值为3.