解答题已知f(x)=ax+lnx,x∈(0,e],,其中e=2.71828…是自然对数的底数,a∈R.
(1)若a=-1,求f(x)的极值;
(2)求证:在(1)的条件下,;
(3)是否存在实数a,使f(x)的最大值是-3,如果存在,求出a的值;如果不存在,说明理由.
网友回答
解:(1)∵f(x)=-x+lnx,
f′(x)=-1+=,
∴当1<x<e时,f′(x)<0,此时f(x)单调递减,当0<x<1时,f′(x)>0,此时f(x)?单调递增,
∴f(x)的极大值为f(1)=-1.
(2)∵f(x)的极大值即f(x)在(0,e]上的最大值为-1
令h(x)=,
∴,
∴当0<x<e时,h′(x)<0,且h(x)在x=e处连续
∴h(x)在(0,e]上单调递减,
∴h(x)min=h(e)=>-1=f(x)max
∴当x∈(0,e]时,
(3)假设存在实数a,使f(x)=ax+lnx有最大值-3,x∈(0,e],
f′(x)=,
①当a≥时,由于x∈(0,e],则f′(x)=≥0且f(x)?在x=e处连续
∴函数f(x)=ax+lnx是(0,e]上的增函数,
∴f(x)max=f(e)=ae+1=-3,解得(舍去).
②当a<时,
则当-<x<e时,f′(x)=<0,此时f(x)=ax+lnx?是减函数,
当时,f′(x)=>0此时f(x)=f(x)=ax+lnx?是增函数,
∴f(x)max=f(-)=-1+ln()=-3,解得a=-e2.
由①、②知,存在实数a=-e2,使得当x∈(0,e],时f(x)有最大值-3.解析分析:(1)求出函数导函数,求出导函数的符号,判断出函数的单调性,求出函数的极值.(2)构造函数h(x),通过导数,求出导函数的符号,求出h(x)的单调性,求出h(x)的最小值,得到要证的不等式.(3)求出导函数,通过对a与区间的讨论,求出函数的单调性,求出函数的最大值,令最大值为-3,列出方程求出a的值.点评:解决函数的极值问题常用的是导函数在极值点处的值为0;证明不等式时常转化为构造函数求函数的最值.