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已知函数f=ax+lnx,其中a为常数,设e为自然对数的底数.当a=-1时,求f的最大值;讨论f在区间上的单调情况;(Ⅲ

题文

已知函数f(x)=ax+lnx,其中a为常数,设e为自然对数的底数.
(Ⅰ) 当a=-1时,求f(x)的最大值;
(Ⅱ) 讨论f(x)在区间(0,e)上的单调情况;
(Ⅲ)试推断方程|2x(x-lnx)|=2lnx+x是否有实数解.若有实数解,请求出它的解集. 题型:未知 难度:其他题型

答案

(Ⅰ) 当a=-1时,f(x)=-x+lnx,f′(x)=-1+1x=1-xx…(1分)
当0<x<1时,f′(x)>0;当x>1时,f′(x)<0.
∴f(x)在(0,1)上是增函数,在(1,+∞)上是减函数…(3分)
∴f(x)max=f(1)=-1…(4分)
(Ⅱ)∵f′(x)=a+1x,x∈(0,e),1x∈(1e,+∞)…(5分)
①若a≥-1e,则f′(x)>0,从而f(x)在(0,e)上增函数…(6分)
②若a<-1e,则由f′(x)>0⇒a+1x>0,即0<x<-1a
由f′(x)<0⇒a+1x<0,即-1a<x<e.…(7分)
∴f(x)在(0,-1a)上增函数,在(-1a,e)为减函数…(8分)
综合上面得:当a≥-1e时,f(x)在(0,e)上增函数;当a<-1e时,f(x)在(0,-1a)上增函数,在(-1a,e)为减函数.
(Ⅲ)|2x(x-lnx)|=2lnx+x⇔|x-lnx|=lnxx+12…(9分)
由(Ⅰ)知当a=-1时f(x)max=f(1)=-1,即-x+lnx≤-1
∴|x-lnx|≥1…(10分)
又令g(x)=lnxx+12,g′(x)=1-lnxx2,
令g′(x)>0,得0<x<e;令g′(x)<0,得x>e
∴g(x)的增区间为(0,e),减区间为(e,+∞)
∴g(x)max=g(e)=1e+12<1,∴g(x)<1…(12分)
∴|x-lnx|>g(x),即|x-lnx|>lnxx+12…(13分)
∴方程|x-lnx|=lnxx+12即方程|2x(x-lnx)|=2lnx+x没有实数解.…(14分)

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解析

1x

考点

据考高分专家说,试题“已知函数f(x)=ax+lnx,其中a为.....”主要考查你对 [函数的零点与方程根的联系 ]考点的理解。 函数的零点与方程根的联系

函数零点的定义

一般地,如果函数y =f(x)在实数a处的值等于零,即f(a)=o,则a叫做这个函数的零点,有时我们把一个函数的图象与x轴的交点的横坐标,也叫做这个函数的零点。               

函数零点具有的性质:

对于任意函数y=(x)只要它的图象是连续不间断的,则有:
(1)当它通过零点时(不是二重零点),函数值变号.如函数f(x)=x2-2x -3的图象在零点-1的左边时,函数值取正号,当它通过第一个零点-1时,函数值由正变为负,在通过第二个零点3时,函数值又由负变为正.
(2)在相邻两个零点之间所有的函数值保持同号,

方程的根与函数的零点的联系

方程f(x)=0有实根
已知函数f=ax+lnx,其中a为常数,设e为自然对数的底数.当a=-1时,求f的最大值;讨论f在区间上的单调情况;(Ⅲ
函数y=f(x)的图像与x轴有交点
已知函数f=ax+lnx,其中a为常数,设e为自然对数的底数.当a=-1时,求f的最大值;讨论f在区间上的单调情况;(Ⅲ
函数y=f(x)有零点

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