问题
解答题
已知函数f(x)=a(x-
(Ⅰ)若a=1,求曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程; (Ⅱ)若函数f(x)在其定义域内为增函数,求a的取值范围; (Ⅲ)在(Ⅱ)的条件下,设函数g(x)=
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答案
(Ⅰ)当a=1时,函数f(x)=x-
-lnx,1 x
∴f(1)=1-1-ln1=0.f′(x)=1+
-1 x2
,1 x
曲线f(x)在点(1,f(1))处的切线的斜率为f'(1)=1+1-1=1.
从而曲线f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为y-0=x-1,
即y=x-1. …(4分)
(Ⅱ)f′(x)=a+
-a x2
=1 x
.ax2-x+a x2
要使f(x)在定义域(0,+∞)内是增函数,只需f′(x)≥0在(0,+∞)内恒成立.
即:ax2-x+a≥0得:a≥
=x 1+x2
恒成立.1 x+ 1 x
由于x+
≥2,1 x
∴
≤1 x+ 1 x
,1 2
∴a≥1 2
∴f(x)在(0,+∞)内为增函数,实数a的取值范围是[
,+∞).…(8分)1 2
(III)∵g(x)=
在[1,e]上是减函数e x
∴x=e时,g(x)min=1,x=1时,g(x)max=e,即g(x)∈[1,e]
f'(x)=
令h(x)=ax2-x+aax2-x+a x2
当a≥
时,由(II)知f(x)在[1,e]上是增函数,f(1)=0<11 2
又g(x)=
在[1,e]上是减函数,故只需f(x)max≥g(x)min,x∈[1,e]e x
而f(x)max=f(e)=a(e-
) -lne,g(x)min=1,即)=a(e-1 e
) -lne≥11 e
解得a≥2e e2-1
∴实数a的取值范围是[
,+∞)2e e2-1