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已知函数f(x)=ax+lnx,其中a为实数.

来源:学生作业帮 编辑:搜搜做题作业网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/05/06 06:29:44
已知函数f(x)=ax+lnx,其中a为实数.
(1)当a=-1时,求f(x)的极值;
(2)若f(x)在区间(0,e]上是增函数,求a的取值范围(e为自然对数的底数).
(3)当a=-1时,试推断方程|f(x)|=
lnx
x
+
1
2
已知函数f(x)=ax+lnx,其中a为实数.
(1)当a=-1时,f′(x)=(-x+lnx)′=-1+
1
x,
令f′(x)=-1+
1
x=0,解得x=1,
当0<x<1时,f′(x)>0,函数f(x)单调递增;
当x>1时,f′(x)<0,函数f(x)单调递减,
故f(x)有极大值f(1)=-1
(2)求导可得f′(x)=a+
1
x,由x∈(0,e],得
1
x∈[
1
e,+∞),
由于f(x)在区间(0,e]上是增函数,所以f′(x)≥0在(0,e]上恒成立,
即a+
1
x≥0在(0,e]上恒成立,所以a≥−
1
x在(0,e]上恒成立,

1
x∈[
1
e,+∞),知−
1
x∈(−∞,−
1
e],即−
1
x≤−
1
e
所以当a≥−
1
e时,a≥−
1
x恒成立,
故所求a的取值范围为:a≥−
1
e
(3)由(1)中的结论f(x)由唯一极值-1知,函数f(x)由最大值-1,
即f(x)≤-1,所以|f(x)|≥1,
令g(x)=
lnx
x+
1
2,则g′(x)=
1−lnx
x2
当0<x<e时,g′(x)>0,g(x)单调递增;当x>e时,g′(x)<0,g(x)单调递减,
所以g(x)在(0,+∞)上的最大值为g(e)=
1
e+
1
2,
从而g(x)≤
1
e+
1
2,又
1
e+
1
2<1,所以方程|f(x)|=
1nx
x+
1
2无实数解.