问题 解答题

已知a>0,函数f(x)=ln(2-x)+ax.

(1)设曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线为l,若l与圆(x+1)2+y2=1相切,求a的值;

(2)求函数f(x)的单调区间;

(3)求函数f(x)在[0,1]上的最小值.

答案

(1)依题意有x<2,f′(x)=a+

1
x-2
(1分)

过点(1,f(1))的直线斜率为a-1,所以过(1,a)点的直线方程为y-a=(a-1)(x-1)(2分)

又已知圆的圆心为(-1,0),半径为1

|1-a+1|
(a-1)2+1
=1,解得a=1(3分)

(2)f′(x)=

ax-2a+1
x-2
=a[x-(2-
1
a
)]•
1
x-2

当a>0时,2-

1
a
<2(5分)

令f′(x)>0,解得x<2-

1
a
,令f′(x)<0,解得2-
1
a
<x<2

所以f(x)的增区间为(-∞,2-

1
a
),减区间是(2-
1
a
,2)
(7分)

(3)当2-

1
a
≤0,即0<a≤
1
2
时,f(x)在[0,1]上是减函数所以f(x)的最小值为f(1)=a(9分)

0<2-

1
a
<1即
1
2
<a<1
时f(x)在(0,2-
1
a
)
上是增函数,在(2-
1
a
,1)
是减函数所以需要比较f(0)=ln2和

f(1)=a两个值的大小(11分)

因为e

1
2
3
1
2
<2<e,所以
1
2
<ln
3
<ln2<lne=1

∴当

1
2
<a<ln2时最小值为a,当ln2≤a<1时,最小值为ln2(12分)

2-

1
a
≥1,即a≥1时,f(x)在[0,1]上是增函数

所以最小值为ln2.

综上,当0<a<ln2时,f(x)为最小值为a

当a≥ln2时,f(x)的最小值为ln2(14分)

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