问题 解答题
已知函数f(x)=ax+lnx,其中a为实数.
(1)当a=-1时,求f(x)的极值;
(2)若f(x)在区间(0,e]上是增函数,求a的取值范围(e为自然对数的底数).
(3)当a=-1时,试推断方程|f(x)|=
lnx
x
+
1
2
是否有实数解.
答案

(1)当a=-1时,f′(x)=(-x+lnx)′=-1+

1
x

令f′(x)=-1+

1
x
=0,解得x=1,

当0<x<1时,f′(x)>0,函数f(x)单调递增;

当x>1时,f′(x)<0,函数f(x)单调递减,

故f(x)有极大值f(1)=-1

(2)求导可得f′(x)=a+

1
x
,由x∈(0,e],得
1
x
∈[
1
e
,+∞)

由于f(x)在区间(0,e]上是增函数,所以f′(x)≥0在(0,e]上恒成立,

即a+

1
x
≥0在(0,e]上恒成立,所以a≥-
1
x
在(0,e]上恒成立,

1
x
∈[
1
e
,+∞),知-
1
x
∈(-∞,-
1
e
]
,即-
1
x
≤-
1
e

所以当a≥-

1
e
时,a≥-
1
x
恒成立,

故所求a的取值范围为:a≥-

1
e

(3)由(1)中的结论f(x)由唯一极值-1知,函数f(x)由最大值-1,

即f(x)≤-1,所以|f(x)|≥1,

令g(x)=

lnx
x
+
1
2
,则g′(x)=
1-lnx
x2

当0<x<e时,g′(x)>0,g(x)单调递增;当x>e时,g′(x)<0,g(x)单调递减,

所以g(x)在(0,+∞)上的最大值为g(e)=

1
e
+
1
2

从而g(x)

1
e
+
1
2
,又
1
e
+
1
2
<1
,所以方程|f(x)|=
1nx
x
+
1
2
无实数解.

单项选择题
多项选择题