已知f(x)=ax﹣1nx,x∈(0,e],g(x)=,其中e是自然常数,a∈R.(Ⅰ)当a=1时,研究f(x)的单调性与极值;(Ⅱ)在(Ⅰ)的条件下,求证:f(x)>g(x)+;(Ⅲ)是否存在实数a

题目简介

已知f(x)=ax﹣1nx,x∈(0,e],g(x)=,其中e是自然常数,a∈R.(Ⅰ)当a=1时,研究f(x)的单调性与极值;(Ⅱ)在(Ⅰ)的条件下,求证:f(x)>g(x)+;(Ⅲ)是否存在实数a

题目详情

已知f(x)=ax﹣1nx,x∈(0,e],g(x)=,其中e是自然常数,a∈R.
(Ⅰ)当a=1时,研究f(x)的单调性与极值;
(Ⅱ)在(Ⅰ)的条件下,求证:f(x)>g(x)+
(Ⅲ)是否存在实数a,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.

题型:解答题难度:中档来源:期末题

答案

(Ⅰ)解:f(x)=x﹣lnx,f′(x)=  
∴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                   
(Ⅱ)证明:∵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
令h(x)=g(x)+ = +  ,
当0<x<e时,h′(x)>0,h(x)在(0,e]上单调递增  
∴h(x)max=h(e)= < =1=|f(x)|min     
∴在(1)的条件下,f(x)>g(x)+ ;
(Ⅲ)解:假设存在实数a,使f(x)的最小值是3,f′(x)= 
①当a≤0时,x∈(0,e],所以f′(x)<0,
所以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.
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.
③当 时,x∈(0,e],所以f′(x)<0,
所以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f(x)的最小值是3.

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