已知?f(x)=ax-lnx,g(x)=,其中x∈(0,e](e是自然常数),a∈R
(Ⅰ)当a=1时,求f(x)的单调性、极值;
(Ⅱ)求证:在(Ⅰ)的条件下,f(x)>g(x)+;???
(Ⅲ)是否存在a∈R,使f(x)的最小值是3,若存在求出a的值,若不存在,说明理由.
网友回答
解:(Ⅰ)∵f(x)=x-lnx,f'(x)=1-=(1分)
∴0<x<1时,f'(x)<0,此时f(x)单调递减,
1<x<e时,f'(x)>0,此时f(x)单调递增(3分)
∴f(x)的极小值为f(1)=1(4分)
(Ⅱ)∵f(x)的极小值为1,即f(x)在(0,e]上的最小值为1,
∴f(x)>0,f(x)min=1(5分)
令h(x)=g(x)+,h'(x)=,(6分)
当0<x<e时,h'(x)>0,h(x)在(0,e]上单调递增(8分)
∴h(x)max=h(e)=<+=1=f(x)min
∴在(1)的条件下,f(x)>g(x)+;???(9分)
(Ⅲ)假设存在实数a,使f(x)=ax-lnx(x∈(0,e])有最小值3,
f'(x)=a-=
①当a≤0时,f(x)在(0,e]上单调递减,f(x)min=f(e)=ae-1=3?a=(舍去),所以,此时f(x)无最小值.(11分)
②当0<<e时,f(x)在(0,)上单调递减,在(,e]上单调递增
f(x)min=f()=1+lna=3,a=e2,满足条件.(12分)
③当≥e时,f(x)在(0,e]上单调递减,f(x)min=f(e)=ae-1=3?a=(舍去),所以,此时f(x)无最小值.
综上,存在实数a=e2,使得当x∈(0,e]时f(x)有最小值3.(14分)
解析分析:(Ⅰ)把a=1代入求出其导函数,即可求出f(x)的单调性、极值;(Ⅱ)先利用导函数求出g(x)+的最大;再与(Ⅰ)的结论相结合即可证明结论;(Ⅲ)先求出其导函数以及导数为0的根,比较根与区间两端点的大小关系,求出其在x∈(0,e]上的单调性以及在x∈(0,e]上的最小值;即可判断出是否存在a.
点评:本题主要考查利用导数研究函数的单调性,极值以及在闭区间上的最值问题.是对导数应用的综合考查,也是高考常考考点.