2、e
解析:選B 由題意知y′=aex+1=2,則a>0,x=-ln a,代入曲線方程得y=1- ln a,所以切線方程為y-(1-ln a)=2(x+ln a),即y=2x+ln a+1=2x+1?a=1.
3.(2019屆高三·廣州高中綜合測試)已知函數(shù)f(x)=x3+ax2+bx+a2在x=1處的極值為10,則數(shù)對(a,b)為( )
A.(-3,3) B.(-11,4)
C.(4,-11) D.(-3,3)或(4,-11)
解析:選C f′(x)=3x2+2ax+b,依題意可得
即消去b可得a2-a-12=0,
解得a=-3或a=4,故或當時,
f′(x)
3、=3x2-6x+3=3(x-1)2≥0,這時f(x)無極值,不合題意,舍去,故選C.
4.已知f(x)=x2+ax+3ln x在(1,+∞)上是增函數(shù),則實數(shù)a的取值范圍為( )
A.(-∞,-2] B.
C.[-2,+∞) D.[-5,+∞)
解析:選C 由題意得f′(x)=2x+a+=≥0在(1,+∞)上恒成立?g(x)=2x2+ax+3≥0在(1,+∞)上恒成立?Δ=a2-24≤0或?-2≤a≤2或?a≥-2,故選C.
5.(2018·全國卷Ⅰ)設函數(shù)f(x)=x3+(a-1)x2+ax,若f(x)為奇函數(shù),則曲線y=f(x)在點(0,0)處的切線方程為( )
A
4、.y=-2x B.y=-x
C.y=2x D.y=x
解析:選D 法一:∵f(x)=x3+(a-1)x2+ax,
∴f′(x)=3x2+2(a-1)x+a.
又∵f(x)為奇函數(shù),∴f(-x)=-f(x)恒成立,
即-x3+(a-1)x2-ax=-x3-(a-1)x2-ax恒成立,
∴a=1,∴f′(x)=3x2+1,∴f′(0)=1,
∴曲線y=f(x)在點(0,0)處的切線方程為y=x.
法二:易知f(x)=x3+(a-1)x2+ax=x[x2+(a-1)x+a],因為f(x)為奇函數(shù),所以函數(shù)g(x)=x2+(a-1)x+a為偶函數(shù),所以a-1=0,解得a=1,所
5、以f(x)=x3+x,所以f′(x)=3x2+1,所以f′(0)=1,所以曲線y=f(x)在點(0,0)處的切線方程為y=x.故選D.
6.函數(shù)f(x)(x>0)的導函數(shù)為f′(x),若xf′(x)+f(x)=ex,且f(1)=e,則( )
A.f(x)的最小值為e B.f(x)的最大值為e
C.f(x)的最小值為 D.f(x)的最大值為
解析:選A 設g(x)=xf(x)-ex,
所以g′(x)=f(x)+xf′(x)-ex=0,
所以g(x)=xf(x)-ex為常數(shù)函數(shù).
因為g(1)=1×f(1)-e=0,
所以g(x)=xf(x)-ex=g(1)=0,
所以
6、f(x)=,f′(x)=,
當01時,f′(x)>0,
所以f(x)≥f(1)=e.
二、填空題
7.(2019屆高三·西安八校聯(lián)考)曲線y=2ln x在點(e2,4)處的切線與坐標軸所圍成的三角形的面積為________.
解析:因為y′=,所以曲線y=2ln x在點(e2,4)處的切線斜率為,所以切線方程為y-4=(x-e2),即x-y+2=0.令x=0,則y=2;令y=0,則x=-e2,所以切線與坐標軸所圍成的三角形的面積S=×e2×2=e2.
答案:e2
8.已知函數(shù)f(x)=x2-5x+2ln x,則函數(shù)f(x)的單調遞增區(qū)間是__
7、______.
解析:函數(shù)f(x)=x2-5x+2ln x的定義域是(0,+∞),令f′(x)=2x-5+==>0,解得02,故函數(shù)f(x)的單調遞增區(qū)間是和(2,+∞).
答案:和(2,+∞)
9.若函數(shù)f(x)=x+aln x不是單調函數(shù),則實數(shù)a的取值范圍是________.
解析:由題意知f(x)的定義域為(0,+∞),f′(x)=1+,要使函數(shù)f(x)=x+aln x不是單調函數(shù),則需方程1+=0在(0,+∞)上有解,即x=-a,∴a<0.
答案:(-∞,0)
三、解答題
10.已知f(x)=ex-ax2,曲線y=f(x)在點(1,f(1))處的切線方程為y
8、=bx+1.
(1)求a,b的值;
(2)求f(x)在[0,1]上的最大值.
解:(1)f′(x)=ex-2ax,
所以f′(1)=e-2a=b,f(1)=e-a=b+1,
解得a=1,b=e-2.
(2)由(1)得f(x)=ex-x2,
則f′(x)=ex-2x,令g(x)=ex-2x,x∈[0,1],
則g′(x)=ex-2,
由g′(x)<0,得00,得ln 20,
所以f(x)在[0,1]上單
9、調遞增,
所以f(x)max=f(1)=e-1.
11.(2018·濰坊統(tǒng)一考試)已知函數(shù)f(x)=ax-ln x,F(xiàn)(x)=ex+ax,其中x>0,a<0.若f(x)和F(x)在區(qū)間(0,ln 3)上具有相同的單調性,求實數(shù)a的取值范圍.
解:由題意得f′(x)=a-=,F(xiàn)′(x)=ex+a,x>0,
∵a<0,∴f′(x)<0在(0,+∞)上恒成立,即f(x)在(0,+∞)上單調遞減,
當-1≤a<0時,F(xiàn)′(x)>0,即F(x)在(0,+∞)上單調遞增,不合題意,
當a<-1時,由F′(x)>0,得x>ln(-a);
由F′(x)<0,得0
10、的單調遞減區(qū)間為(0,ln(-a)),單調遞增區(qū)間為(ln(-a),+∞).
∵f(x)和F(x)在區(qū)間(0,ln 3)上具有相同的單調性,
∴l(xiāng)n(-a)≥ln 3,解得a≤-3,
綜上,實數(shù)a的取值范圍是(-∞,-3].
12.已知函數(shù)f(x)=+ax,x>1.
(1)若f(x)在(1,+∞)上單調遞減,求實數(shù)a的取值范圍;
(2)若a=2,求函數(shù)f(x)的極小值.
解:(1)f′(x)=+a,
由題意可得f′(x)≤0在(1,+∞)上恒成立,
∴a≤-=2-.
∵x∈(1,+∞),
∴l(xiāng)n x∈(0,+∞),
∴當-=0時,函數(shù)t=2-的最小值為-,
∴a≤-,
11、即實數(shù)a的取值范圍為.
(2)當a=2時,f(x)=+2x(x>1),
f′(x)=,
令f′(x)=0,得2ln2x+ln x-1=0,
解得ln x=或ln x=-1(舍去),即x=e.
當1e時,f′(x)>0,
∴f(x)的極小值為f(e)=+2e=4e.
B組——大題專攻補短練
1.(2019屆高三·益陽、湘潭調研)已知函數(shù)f(x)=ln x-ax2+x,a∈R.
(1)當a=0時,求曲線y=f(x)在點(e,f(e))處的切線方程;
(2)討論f(x)的單調性.
解:(1)當a=0時,f(x)=ln x+x,f(e)=e+1,
12、f′(x)=+1,f′(e)=1+,∴曲線y=f(x)在點(e,f(e))處的切線方程為y-(e+1)=(x-e),即y=x.
(2)f′(x)=-2ax+1=,x>0,
①當a≤0時,顯然f′(x)>0,∴f(x)在(0,+∞)上單調遞增;
②當a>0時,令f′(x)==0,則-2ax2+x+1=0,易知其判別式為正,
設方程的兩根分別為x1,x2(x10.
令f′(x)>0,得x∈(0,x2),令f′(x)<0得x∈(x2,+∞),其中x2=,
∴函數(shù)f(x)在上單調遞增,在上單調遞減.
2.已知函
13、數(shù)f(x)=,其中a>0.
(1)求函數(shù)f(x)的單調區(qū)間;
(2)若直線x-y-1=0是曲線y=f(x)的切線,求實數(shù)a的值.
(3)設g(x)=xln x-x2f(x),求g(x)在區(qū)間[1,e]上的最小值.(其中e為自然對數(shù)的底數(shù))
解:(1)因為函數(shù)f(x)=,
所以f′(x)==,
由f′(x)>0,得02,
故函數(shù)f(x)的單調遞增區(qū)間為(0,2),單調遞減區(qū)間為(-∞,0)和(2,+∞).
(2)設切點為(x0,y0),
由切線斜率k=1=?x=-ax0+2a,①
由x0-y0-1=x0--1=0?(x-a)(x0
14、-1)=0?x0=1,x0=±.
把x0=1代入①得a=1,
把x0=代入①得a=1,
把x0=-代入①無解,
故所求實數(shù)a的值為1.
(3)因為g(x)=xln x-x2f(x)=xln x-a(x-1),
所以g′(x)=ln x+1-a,由g′(x)>0,得x>ea-1;
由g′(x)<0,得0
15、
③當ea-1≥e,即a≥2時,g(x)在區(qū)間[1,e]上單調遞減,其最小值為g(e)=e+a-ae.
故g(x)min=
3.(2019屆高三·南昌調研)設函數(shù)f(x)=ln x-2mx2-n(m,n∈R).
(1)討論f(x)的單調性;
(2)若f(x)有最大值-ln 2,求m+n的最小值.
解:(1)函數(shù)f(x)的定義域為(0,+∞),
f′(x)=-4mx=,
當m≤0時,f′(x)>0,∴f(x)在(0,+∞)上單調遞增;
當m>0時,令f′(x)>0,得0,
∴f(x)在上單調遞增,在上單調遞減.
(2)由(1)知,當m≤0
16、時,f(x)在(0,+∞)上單調遞增,無最大值.
當m>0時,f(x)在上單調遞增,在,+∞上單調遞減.
∴f(x)max=f=ln-2m·-n=-ln 2-ln m--n=-ln 2,
∴n=-ln m-,∴m+n=m-ln m-.
令h(x)=x-ln x-(x>0),
則h′(x)=1-=,
由h′(x)<0,得00,得x>,
∴h(x)在上單調遞減,在上單調遞增,
∴h(x)min=h=ln 2,
∴m+n的最小值為ln 2.
4.(2018·泉州調研)設函數(shù)f(x)=ln(x+a)-x.
(1)若直線l:y=-x+ln 3-是函數(shù)f(x)的
17、圖象的一條切線,求實數(shù)a的值.
(2)當a=0時,關于x的方程f(x)=x2-x+m在區(qū)間[1,3]上有解,求m的取值范圍.
解:(1)∵f(x)=ln(x+a)-x,∴f′(x)=-1,
設切點為P(x0,y0),
則-1=-,∴x0+a=3.
又ln(x0+a)-x0=-x0+ln 3-,
∴l(xiāng)n 3-x0=-x0+ln 3-,∴x0=2,∴a=1.
(2)當a=0時,方程f(x)=x2-x+m,
即ln x-x2+x=m.
令h(x)=ln x-x2+x(x>0),則h′(x)=-2x+=-.
∴當x∈[1,3]時,h′(x),h(x)隨x的變化情況如下表:
x
1
3
h′(x)
+
0
-
h(x)
極大值
ln 3-2
∵h(1)=,h(3)=ln 3-2<,h=ln +,
∴當x∈[1,3]時,h(x)∈,
∴m的取值范圍為.