已知,其中e是自然常数,a∈R.(1)当a=1时,求f(x)的极值,证明恒成立;(2)是否存在实数a,使f(x)的最小值为3?若存在,求出a的值;若不存在,请说明理由

发布时间:2020-07-31 13:35:49

已知,其中e是自然常数,a∈R.
(1)当a=1时,求f(x)的极值,证明恒成立;
(2)是否存在实数a,使f(x)的最小值为3?若存在,求出a的值;若不存在,请说明理由.

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解:(1)∵f(x)=x-lnx,,
∴当0<x<1时,f′(x)<0,此时f(x)单调递减;
当1<x<e时,f′(x)>0,此时f(x)单调递增.
∴f(x)的极小值为f(1)=1,
即f(x)在(0,e]上的最小值为1,
令h(x)=g(x)+=,,
当0<x<e时,h′(x)>0,h(x)在(0,e]上单调递增,
∴=|f(x)|min,
∴|f(x)|>恒成立.
(2)假设存在实数a,使f(x)=ax-lnx(x∈(0,e])有最小值3,

①当a≤0时,f(x)在(0,e]上单调递减,
f(x)min=f(e)=ae-1=3,a=(舍),
∴a≤0时,不存在a使f(x)的最小值为3.
②当0<<e时,f(x)在(0,)上单调递减,在(]单调递增,
∴f(x)min=f()=1+lna=3,a=e2,满足条件.
③当时,不存在a使f(x)的最小值为3,
综上,存在实数a=e2,使得当x∈(0,e]时,f(x)有最小值3.
解析分析:(1)由f(x)=x-lnx,,知当0<x<1时,f′(x)<0,此时f(x)单调递减;当1<x<e时,f′(x)>0,此时f(x)单调递增.故f(x)的极小值为f(1)=1,即f(x)在(0,e]上的最小值为1,由此能够证明|f(x)|>恒成立.(2)假设存在实数a,使f(x)=ax-lnx(x∈(0,e])有最小值3,.分类讨论能推导出存在实数a=e2,使得当x∈(0,e]时,f(x)有最小值3.

点评:本题考查利用导数求闭区间上函数最值的应用,具体涉及到不等式恒成立的证明和探索是否存在实数a,使f(x)的最小值为3.解题时要认真审题,注意合理地进行等价转化,合理地运用分类讨论思想进行解题.
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