已知函数f(x)=xlnx+1,g(x)=ax-1-lnx
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解题思路:(Ⅰ)求出函数f(x)的定义域以及导数,通过令f'(x)>0,令f'(x)<0解得函数的单调区间,然后求解f(x)的最小值.

(Ⅱ)求出g(x)的定义域,

g′(x)=a−

1

x

ax−1

x

,通过当a≤0时,g'(x)<0,g(x)单调递减函数,当a>0时,令g'(x)=0,通过列表可以推出:当a>0 时,g(x)在区间上

(

1

a

,+∞)

是单调增函数,在上(0,[1/a])是单调递减函数.

(Ⅲ)转化[K

f(x)

≤ex−f′(x),恒成立,为K≤(ex-1-lnx)•f(x)恒成立,利用(Ⅱ)g(x)=ex-1-lnx在区间

(0,

1/e

)

上是减函数,在区间

(

1

e

,+∞)

上是增函数,当

x=

1

e]时,g(x)=ex-1-lnx的最小值,由(Ⅰ)可知,当

x=

1

e

时,f(x)取得最小值,从而函数y=(ex-1-lnx)•f(x)在

x=

1

e

时,取得最小值,求出K的最大值.

(Ⅰ)f(x)的定义域为(0,+∞)f(x)的导数f'(x)=1+lnx.-------------(1分)

令f'(x)>0,解得x>

1/e];令f'(x)<0,解得0<x<

1

e.

从而f(x)在(0,

1

e)单调递减,在(

1

e,+∞)单调递增.------------------------(3分)

所以,当x=

1

e时,f(x)取得最小值1−

1

e.---------------------------------(4分)

(Ⅱ)∵g(x)=ax-1-lnx,∴f(x)的定义域为(0,+∞),f′(x)=a−

1

x=

ax−1

x

当a≤0时,f'(x)<0,f(x)在(0,+∞)是单调递减函数;---------------(5分)

当a>0时,令f'(x)=0,∴x=

1

a∈(0,+∞),f′(x)、f(x)随x的变化情况如下表:

x(0,[1/a])[1/a](

1

a,+∞)

f′(x)-0+

f(x)↘极小值↗从上表可以看出:当a>0 时,f(x)在区间上(

1

a,+∞)是单调增函数--------------(7分)

在上(0,[1/a])是单调递减函数--------------------------(8分)

(Ⅲ)∵f(x)≥1−

1

e>0ex-f'(x)=ex-1-lnx所以[K

f(x)≤ex−f′(x),恒成立

即K≤(ex-1-lnx)•f(x)恒成立---------------------------------(9分)

由(Ⅱ)可知,当a=e,g(x)=ex-1-lnx在区间(0,

1/e)上是减函数,在区间(

1

e,+∞)上是增函数

故当x=

1

e]时,g(x)=ex-1-lnx的最小值为g(

1

e)=1----------------(11分)

又由(Ⅰ)可知,当x=

1

e时,f(x)取得最小值f(

1

e)=1−

1

e>0-----------12 分

故函数y=(ex-1-lnx)•f(x)当x=

1

e时,取得最小值1−

1

e∴K≤1−

1

e---------------(13分)

即K的最大值为1−

1

e----------------------------(14分)

点评:

本题考点: 导数在最大值、最小值问题中的应用;利用导数研究函数的单调性.

考点点评: 本题考查函数的导数的综合应用,利用函数的导数求解最值,难度大是压轴题.

1年前

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