【在线等!】高中导数题 请写详细过程,谢谢
已知函数f(x)=alnx+x2(x>0,a为实常数)求函数f(x)在[1,e]上的最小值及相应的x值如果可以,请附图像,谢谢了!...
已知函数f(x)=alnx+x2 (x>0,a为实常数)
求函数f(x)在[1,e]上的最小值及相应的x值
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求函数f(x)在[1,e]上的最小值及相应的x值
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f(x)在区间[1,e]上时为增函数,所以当x最小时,f(x)最小,即x=1时,f(x)=2.
解:(1)
,当[1,e],2x
+a∈[a+2,a+2e
].
①若a≥-2,f′(x)在[1,e]上非负(仅当a=-2,x=1时,f′(x)=0,故函数f(x)在[1,e]上是增函数,此时[f(x)]
=f(1)=1.
②若-2e
<a<-2,当
时,f′(x)=0;当
时,f′(x)<0,此时f(x)
是减函数;当
时,f′(x)>0,此时f(x)是增函数.故
=
.
③若a≤-2e
,f′(x)在[1,e]上非正(仅当a=-2e
,x=e时,f′(x)=0,故函数f(x)在[1,e]上是减函数,此时[f(x)]
=f(e)=a+e
.
综上可知,
(2)不等式f(x)≤(a+2)x,可化为a(x-lnx)≥x
-2x.
∵x∈[1,e],∴lnx≤1≤x且等号不能同时取,所以lnx<x,即x-lnx>0,
因而
令
,又
,
当x∈[1,e]时,x-1≥0,lnx≤1,x+2-2lnx>0,
从而g′(x)≥0(仅当x=1时取等号),所g(x)在[1,e]上为增函数,
故g(x)的最小值为g(1)=-1,所以a的取值范围是[-1,+∞).
解:(1)
,当[1,e],2x
+a∈[a+2,a+2e
].
①若a≥-2,f′(x)在[1,e]上非负(仅当a=-2,x=1时,f′(x)=0,故函数f(x)在[1,e]上是增函数,此时[f(x)]
=f(1)=1.
②若-2e
<a<-2,当
时,f′(x)=0;当
时,f′(x)<0,此时f(x)
是减函数;当
时,f′(x)>0,此时f(x)是增函数.故
=
.
③若a≤-2e
,f′(x)在[1,e]上非正(仅当a=-2e
,x=e时,f′(x)=0,故函数f(x)在[1,e]上是减函数,此时[f(x)]
=f(e)=a+e
.
综上可知,
(2)不等式f(x)≤(a+2)x,可化为a(x-lnx)≥x
-2x.
∵x∈[1,e],∴lnx≤1≤x且等号不能同时取,所以lnx<x,即x-lnx>0,
因而
令
,又
,
当x∈[1,e]时,x-1≥0,lnx≤1,x+2-2lnx>0,
从而g′(x)≥0(仅当x=1时取等号),所g(x)在[1,e]上为增函数,
故g(x)的最小值为g(1)=-1,所以a的取值范围是[-1,+∞).
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f(x)在区间[1,e]上时为增函数,所以当x最小时,f(x)最小,即x=1时,f(x)=2.
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