问题 解答题

已知函数f(x)=ex+ax,g(x)=ax-lnx,其中a≤0.

(Ⅰ)求f(x)的极值;

(Ⅱ)若存在区间M,使f(x)和g(x)在区间M上具有相同的单调性,求a的取值范围.

答案

(Ⅰ)f(x)的定义域为R,且 f'(x)=ex+a.

①当a=0时,f(x)=ex,故f(x)在R上单调递增.

从而f(x)没有极大值,也没有极小值.

②当a<0时,令f'(x)=0,得x=ln(-a).f(x)和f'(x)的情况如下:

x(-∞,ln(-a))ln(-a)(ln(-a),+∞)
f'(x)-0+
f(x)
故f(x)的单调减区间为(-∞,ln(-a));单调增区间为(ln(-a),+∞).

从而f(x)的极小值为f(ln(-a))=-a+aln(-a);没有极大值.

(Ⅱ)g(x)的定义域为(0,+∞),且 g′(x)=a-

1
x
=
ax-1
x

③当a=0时,f(x)在R上单调递增,g(x)在(0,+∞)上单调递减,不合题意.

④当a<0时,g'(x)<0,g(x)在(0,+∞)上单调递减.

当-1≤a<0时,ln(-a)≤0,此时f(x)在(ln(-a),+∞)上单调递增,由于g(x)在(0,+∞)上单调递减,不合题意.

当a<-1时,ln(-a)>0,此时f(x)在(-∞,ln(-a))上单调递减,由于f(x)在(0,+∞)上单调递减,符合题意.

综上,a的取值范围是(-∞,-1).

单项选择题
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