题目
已知函数f(x)=xlnx.
(1)求函数f(x)的极值;
(2)设函数g(x)=f(x)-k(x-1),其中k∈R,求函数g(x)在区间[1,e]上的最大值.
(1)求函数f(x)的极值;
(2)设函数g(x)=f(x)-k(x-1),其中k∈R,求函数g(x)在区间[1,e]上的最大值.
提问时间:2020-08-09
答案
(1)函数的定义域为(0,+∞)
求导函数,可得f'(x)=lnx+1.…(1分)
令f'(x)≥0,得lnx≥-1=lne-1,x≥lne−1=
;
令f'(x)≤0,得x∈(0,
].…(3分)
∴f(x)的单调递增区间是[
,+∞),单调递减区间是(0,
],
∴函数的极小值为f(
)=−
,f(x)无极大值…(5分)
(2)g(x)=xlnx-k(x-1),则g'(x)=lnx+1-k,由g'(x)=0,得x=ek-1,
所以,在区间(0,ek-1)上,g(x)为递减函数,在区间(ek-1,+∞)上,g(x)为递增函数.…(8分)
当ek-1≤1,即k≤1时,在区间[1,e]上,g(x)为递增函数,
所以,g(x)最大值为g(e)=e-ke+k.…(10分)
当1<ek-1<e,即1<k<2时,g(x)的最大值是g(1)或g(e)g(1)=g(e),得k=
当1<k<
时,g(e)=e-ek+k>0=g(1),g(x)最大值为g(e)=e-ke+k
当
≤k<2时,g(e)=e-ek+k<0=g(1),g(x)最大值为g(1)=0…(12分)
当ek-1≥e,即k≥2时,在区间[1,e]上,g(x)为递减函数,
所以g(x)最大值为g(1)=0.
综上,当k<
时,g(x)最大值为e-ke+k; 当k≥
时,g(x)的最大值是0…(14分)
求导函数,可得f'(x)=lnx+1.…(1分)
令f'(x)≥0,得lnx≥-1=lne-1,x≥lne−1=
1 |
e |
令f'(x)≤0,得x∈(0,
1 |
e |
∴f(x)的单调递增区间是[
1 |
e |
1 |
e |
∴函数的极小值为f(
1 |
e |
1 |
e |
(2)g(x)=xlnx-k(x-1),则g'(x)=lnx+1-k,由g'(x)=0,得x=ek-1,
所以,在区间(0,ek-1)上,g(x)为递减函数,在区间(ek-1,+∞)上,g(x)为递增函数.…(8分)
当ek-1≤1,即k≤1时,在区间[1,e]上,g(x)为递增函数,
所以,g(x)最大值为g(e)=e-ke+k.…(10分)
当1<ek-1<e,即1<k<2时,g(x)的最大值是g(1)或g(e)g(1)=g(e),得k=
e |
e−1 |
当1<k<
e |
e−1 |
当
e |
e−1 |
当ek-1≥e,即k≥2时,在区间[1,e]上,g(x)为递减函数,
所以g(x)最大值为g(1)=0.
综上,当k<
e |
e−1 |
e |
e−1 |
(1)确定函数的定义域,利用导数,确定函数的单调性,从而可求函数的极值;
(2)利用导数,确定函数的单调性,分类讨论,确定函数的最值即可.
(2)利用导数,确定函数的单调性,分类讨论,确定函数的最值即可.
利用导数求闭区间上函数的最值;利用导数研究函数的单调性;利用导数研究函数的极值.
本题考查了利用导数求函数的极值,考查闭区间上函数的最值,求函数在闭区间[a,b]上的最大值与最小值是通过比较函数在(a,b)内所有极值与端点函数f(a),f(b) 比较而得到的.
举一反三
已知函数f(x)=x,g(x)=alnx,a∈R.若曲线y=f(x)与曲线y=g(x)相交,且在交点处有相同的切线,求a的值和该切线方程.
我想写一篇关于奥巴马的演讲的文章,写哪一篇好呢?为什么好
奥巴马演讲不用看稿子.为什么中国领导演讲要看?
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