已知函数f(x)=ax+lnx,其中a为常数,设e为自然对数的底数
已知函数f(x)=ax+lnx,其中a为常数,设e为自然对数的底数,(1)当a=-1时,求f(x)的最大值。(2)若f(x)在区间(0,e】上的最大值为-3,求a的值。(...
已知函数f(x)=ax+lnx,其中a为常数,设e为自然对数的底数,(1)当a=-1时,求f(x)的最大值。(2)若f(x)在区间(0,e】上的最大值为-3,求a的值。(3)当a=-1时,试推断方程|f(x)|=lnx/2+1/2是否有实数解。
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(1)当a=-1时,f(x)=-x+lnx
f'(x)=-1+1/x
令f'(x)>0,1/x>1,0<x<1
令f'(x)<0,1/x<1,x>1
所以当x=1时,f(x)取得最大值f(1)=-1
(2)f(x)=ax+lnx
f'(x)=a+1/x
令f'(x)>0,1/x>-a,令f'(x)<0,1/x<-a
当a<-1/e(0<-1/a<e)时,f'(x)>0,0<x<-1/a,f'(x)<0,x>-1/a
f(x)在区间(0,e】上的最大值为f(-1/a)=-3,-1+ln(-1/a)=-3,a=-e²(符合题意)
当-1/e≤a<0(-1/a>e)时,f'(x)>0,0<x<-1/a,f'(x)<0,x>-1/a
f(x)在区间(0,e】上单增,最大值为f(e)=-3,ae+lne=-3,ae=-4,a=-4/e(不符合题意,舍去)
当a≥0时,a+1/x>0,f'(x)>0,
f(x)在区间(0,e】上单增,最大值为f(e)=-3,ae+lne=-3,ae=-4,a=-4/e(不符合题意,舍去)
总之,a=-e²
(3)当a=-1时,
|f(x)|=lnx/2+1/2
|-1+1/x|=lnx/2+1/2
当0<x<1时,-1+1/x=lnx/2+1/2,设g(x)=lnx/2-1/x+3/2,g'(x)=1/x+1/x²=(x+1)/x²>0
所以,函数g(x)在区间(0,1)内单增,而g(1)=-ln2-1+3/2=1/2-ln2<0,
所以,g(x)在区间(0,1)内恒小于0,方程|f(x)|=lnx/2+1/2在区间(0,1)内没有实数解
当x≥1时,1-1/x=lnx/2+1/2,设g(x)=lnx/2+1/x-1/2,g'(x)=1/x-1/x²=(x-1)/x²≥0
所以,函数g(x)在区间(1,正无穷)内单增,而g(1)=-ln2+1-1/2=1/2-ln2<0,
g(2e)=1+1/2e-1/2=1/2+1/2e>0,g(1)*g(2e)<0
所以方程|f(x)|=lnx/2+1/2在区间(1,2e)有实数解
f'(x)=-1+1/x
令f'(x)>0,1/x>1,0<x<1
令f'(x)<0,1/x<1,x>1
所以当x=1时,f(x)取得最大值f(1)=-1
(2)f(x)=ax+lnx
f'(x)=a+1/x
令f'(x)>0,1/x>-a,令f'(x)<0,1/x<-a
当a<-1/e(0<-1/a<e)时,f'(x)>0,0<x<-1/a,f'(x)<0,x>-1/a
f(x)在区间(0,e】上的最大值为f(-1/a)=-3,-1+ln(-1/a)=-3,a=-e²(符合题意)
当-1/e≤a<0(-1/a>e)时,f'(x)>0,0<x<-1/a,f'(x)<0,x>-1/a
f(x)在区间(0,e】上单增,最大值为f(e)=-3,ae+lne=-3,ae=-4,a=-4/e(不符合题意,舍去)
当a≥0时,a+1/x>0,f'(x)>0,
f(x)在区间(0,e】上单增,最大值为f(e)=-3,ae+lne=-3,ae=-4,a=-4/e(不符合题意,舍去)
总之,a=-e²
(3)当a=-1时,
|f(x)|=lnx/2+1/2
|-1+1/x|=lnx/2+1/2
当0<x<1时,-1+1/x=lnx/2+1/2,设g(x)=lnx/2-1/x+3/2,g'(x)=1/x+1/x²=(x+1)/x²>0
所以,函数g(x)在区间(0,1)内单增,而g(1)=-ln2-1+3/2=1/2-ln2<0,
所以,g(x)在区间(0,1)内恒小于0,方程|f(x)|=lnx/2+1/2在区间(0,1)内没有实数解
当x≥1时,1-1/x=lnx/2+1/2,设g(x)=lnx/2+1/x-1/2,g'(x)=1/x-1/x²=(x-1)/x²≥0
所以,函数g(x)在区间(1,正无穷)内单增,而g(1)=-ln2+1-1/2=1/2-ln2<0,
g(2e)=1+1/2e-1/2=1/2+1/2e>0,g(1)*g(2e)<0
所以方程|f(x)|=lnx/2+1/2在区间(1,2e)有实数解
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1、此时f(x)=-x+lnx,则f'(x)=-1+(1/x)=(1-x)/(x),则f(x)在(0,1)上递增,则(1,+∞)上递减,则最大值是f(1)=-1
2、f'(x)=a+(1/x)=(ax+1)/(x)
①-(1/e)≤a<0,则:f(x)在(0,e)上递增,则f(x)最大值是f(e)=-3,得:a=-4/e,不符,此时无解;
②若a<-1/e,则f(x)在(0,-1/a)上递增,在(-1/a,e)上递减,则f(x)的最大值是f(-1/a)=-3,得:a=-4/e²,符合。
从而,a=-4/e²
3、当a=-1时,f(x)=-x+lnx,则方程|f(x)|=ln(x/2)+(1/2)就是:x-lnx=ln(x/2)+(1/2)即:
【题目中的lnx/2是ln(x/2)还是(lnx)/2??】
2、f'(x)=a+(1/x)=(ax+1)/(x)
①-(1/e)≤a<0,则:f(x)在(0,e)上递增,则f(x)最大值是f(e)=-3,得:a=-4/e,不符,此时无解;
②若a<-1/e,则f(x)在(0,-1/a)上递增,在(-1/a,e)上递减,则f(x)的最大值是f(-1/a)=-3,得:a=-4/e²,符合。
从而,a=-4/e²
3、当a=-1时,f(x)=-x+lnx,则方程|f(x)|=ln(x/2)+(1/2)就是:x-lnx=ln(x/2)+(1/2)即:
【题目中的lnx/2是ln(x/2)还是(lnx)/2??】
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