问题
解答题
已知函数f(x)=ax+lnx(a∈R).
(Ⅰ)若a=2,求曲线y=f(x)在x=1处切线的斜率;
(Ⅱ)求f(x)的单调区间;
(Ⅲ)设g(x)=x2-2x+2,若对任意x1∈(0,+∞),均存在x2∈[0,1],使得f(x1)<g(x2),求a的取值范围.
答案
(Ⅰ)由已知f′(x)=2+
(x>0),则f'(1)=2+1=3.1 x
故曲线y=f(x)在x=1处切线的斜率为3;
(Ⅱ)f′(x)=a+
=1 x
(x>0).ax+1 x
①当a≥0时,由于x>0,故ax+1>0,f'(x)>0
所以,f(x)的单调递增区间为(0,+∞).
②当a<0时,由f'(x)=0,得x=-
.1 a
在区间(0,-
)上,f'(x)>0,在区间(-1 a
,+∞)上f'(x)<0,1 a
所以,函数f(x)的单调递增区间为(0,-
),单调递减区间为(-1 a
,+∞);1 a
(Ⅲ)由已知,转化为f(x)max<g(x)max,
因为g(x)=x2-2x+2=(x-1)2+1,x∈[0,1],
所以g(x)max=2…(9分)
由(Ⅱ)知,当a≥0时,f(x)在(0,+∞)上单调递增,值域为R,故不符合题意.
当a<0时,f(x)在(0,-
)上单调递增,在(-1 a
,+∞)上单调递减,1 a
故f(x)的极大值即为最大值,f(-
)=-1+ln(-1 a
)=-1-ln(-a),1 a
所以2>-1-ln(-a),解得a<-
.1 e3