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)|=
|
答案
(1)当a=-1时,f′(x)=(-x+lnx)′=-1+
,1 x
令f′(x)=-1+
=0,解得x=1,1 x
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+
,由x∈(0,e],得1 x
∈[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+
≥0在(0,e]上恒成立,所以a≥-1 x
在(0,e]上恒成立,1 x
由
∈[1 x
,+∞),知-1 e
∈(-∞,-1 x
],即-1 e
≤-1 x 1 e
所以当a≥-
时,a≥-1 e
恒成立,1 x
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
,则g′(x)=1 2 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
,又1 2
+1 e
<1,所以方程|f(x)|=1 2
+1nx x
无实数解.1 2