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) | ↘ | ↗ |
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).