Question

【題目】函數(shù)f（x）定義在（0，+∞）上，f（1）=0，導(dǎo)函數(shù)f′（x）= v，g（x）=f（x）+af′（x）．
（1）若a＜0，試判斷g（x）在定義域內(nèi)的單調(diào)性；
（2）若g（x）在[1，e]上的最小值為 ，求a的值；
（3）證明：當(dāng)a≥1時(shí)，g（x）＞ln（x+1）在（0，+∞）上恒成立．

Answer 1

【答案】
（1）解：由題設(shè)易知f（x）=lnx，∴g（x）=lnx+ ，g（x）的定義域?yàn)椋?，+∞），

且g′（x）= ．∵a＜0，∴g′（x）＞0，

故g（x）在（0，+∞）上是單調(diào)遞增函數(shù)．

（2）解：①若a≤1，則x﹣a≥0，即f′（x）≥0在[1，e]上恒成立，

此時(shí)g（x）在[1，e]上為增函數(shù)，

∴g（x）min=g（1）=a= ＞1 （舍去）．

②若a≥e，則x﹣a≤0，則g′（x）≤0在[1，e]上恒成立，

此時(shí)g（x）在[1，e]上為減函數(shù)，

∴g（x）min=g（e）=1+ = ，∴a= ＜e （舍去）．

③若1＜a＜e，令g′（x）=0得x=a，

當(dāng)1＜x＜a時(shí)，g′（x）＜0，∴f（x）在（1，a）上為減函數(shù)；

當(dāng)a＜x＜e時(shí)，g′（x）＞0，∴f（x）在（a，e）上為增函數(shù)，

∴g（x）min=g（a）=lna+1= ，∴a= ．

綜上所述，a= ．

（3）證明：令函數(shù)h（x）=（x﹣1）﹣lnx（x＞0），

x＞1時(shí)，h′（x）＞0，又在x=1處連續(xù)，

∴x∈[1，+∞）時(shí)，為增函數(shù)，∵ ，

∴ ，即： ，

整理得： ，

又當(dāng)a≥1時(shí)，有 ，命題得證．

法二：可探究“g（x）＞ln（x+1）在（0，+∞）上恒成立”的充要條件是“a≥1”．

由g（x）＞ln（x+1）得： ，令 ，

利用導(dǎo)數(shù)與極限知識(shí)，可求h（x）的最大值．

【解析】（1）求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù)，判斷出導(dǎo)函數(shù)的符號(hào)，從而求出函數(shù)的單調(diào)性；（2）討論a的范圍，得到函數(shù)的單調(diào)區(qū)間，從而表示出函數(shù)在閉區(qū)間上的最小值，求出a的值即可；（3）法一：令函數(shù)h（x）=（x﹣1）﹣lnx（x＞0），求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù)，根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性證明即可；法二：分離參數(shù)證明即可．
【考點(diǎn)精析】通過靈活運(yùn)用利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性和函數(shù)的最大(小)值與導(dǎo)數(shù)，掌握一般的,函數(shù)的單調(diào)性與其導(dǎo)數(shù)的正負(fù)有如下關(guān)系： 在某個(gè)區(qū)間內(nèi)，(1)如果，那么函數(shù)在這個(gè)區(qū)間單調(diào)遞增；(2)如果，那么函數(shù)在這個(gè)區(qū)間單調(diào)遞減；求函數(shù)在上的最大值與最小值的步驟：（1）求函數(shù)在內(nèi)的極值；（2）將函數(shù)的各極值與端點(diǎn)處的函數(shù)值，比較，其中最大的是一個(gè)最大值，最小的是最小值即可以解答此題．