已知函数f(x)=x2+a(x+lnx),x>0,a∈R是常数.(1)求函数y=f(x)的图象在点(1,f(1))处的切线

2024-11-17 23:29:58
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回答1:

(1)解:函数f(x)=x2+a(x+lnx)的导数f′(x)=2x+a(1+

1
x
),
f(1)=1+a,f′(1)=2+2a,
则函数y=f(x)的图象在点(1,f(1))处的切线为y-(1+a)=(2+2a)(x-1),
即y=(1+a)(2x-1);
(2)解:①a=0时,f(x)=x2,因为x>0,所以点(x,x2)在第一象限,
依题意,f(x)=x2+a(x+lnx)>0;
②a>0时,由对数函数性质知,x∈(0,1)时,lnx∈(-∞,0),alnx∈(-∞,0),
从而“?x>0,f(x)=x2+a(x+lnx)>0”不成立;
③a<0时,由f(x)=x2+a(x+lnx)>0得
1
a
<?(
1
x
+
1
x2
lnx)

g(x)=?(
1
x
+
1
x2
lnx)
,g′(x)=
x?1
x3
+
2lnx
x3

x (0,1) 1 (1,+∞)
g′(x) - 0 +
g(x) 极小值
则g(x)≥g(1)=-1,从而
1
a
<?(
1
x
+
1
x2
lnx)<?1
,-1<a<0;
综上所述,常数a的取值范围-1<a≤0.
(3)证明:直接计算知
f(e)?f(1)
e?1
=e+1+a+
a
e?1

设函数g(x)=f′(x)-
f(e)?f(1)
e?1
=2x-(e+1)+
a
x
-
a
e?1

g(1)=1?e+a?
a
e?1
a(e?2)?(e?1)2
e?1
g(e)=e?1+
a
e
?
a
e?1
e(e?1)2?a
e(e?1)

当a>e(e-1)2a<
(e?1)2
e?2
时,g(1)g(e)=?
[a(e?2)?(e?1)2][a?e(e?1)2]
e(e?1)2
<0,
因为y=g(x)的图象是一条连续不断的