问题 解答题
已知函数f(x)=ax+lnx(a∈R).
(1)若a=1,求曲线y=f(x)在x=
1
2
处切线的斜率;
(2)求函数f(x)的单调增区间;
(3)设g(x)=2x,若对任意x1∈(0,+∞),存在x2∈[0,1],使f(x1)<g(x2),求实数a的取值范围.
答案

(1)a=1时,f(x)=x+lnx

∴f'(x)=1+

1
x
,可得f'(
1
2
)=3

∴曲线y=f(x)在x=

1
2
处切线的斜率k=f'(
1
2
)=3

(2)由题意,得f'(x)=a+

1
x
,(x>0)

∴当a≥0时,f'(x)>0在(0,+∞)上恒成立;

当a<0时,f'(x)=a+

1
x
在(0,-
1
a
)上为正数,在(-
1
a
,+∞)上为负数

由此可得:当a≥0时,函数f(x)=ax+lnx是(0,+∞)上的增函数;

当a<0时,f(x)=ax+lnx在(0,-

1
a
)上为增函数,在(-
1
a
,+∞)上为减函数

(3)由题意,得f(x1)在(0,+∞)上的最大值小于g(x2)在[0,1]上的最大值.

∵g(x)=2x,[0,1]上是增函数

∴g(x2)在[0,1]上的最大值为g(1)=2

即f(x1)在(0,+∞)上的最大值小于2

当a≥0时,函数f(x)=ax+lnx是(0,+∞)上的增函数,f(x1)没有最大值;

当a<0时,f(x1)在(0,+∞)上的最大值为f(-

1
a
)=-1+ln(-
1
a
)<2

解之得a<-

1
e3
,可得实数a的取值范围为(-∞,-
1
e3
).

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