設(shè)f(x)=lnx,g(x)=f(x)+f′(x).
(1)求g(x)在定義域內(nèi)的最小值;
(2)若g(a)-g(x)<
1
a
對任意x>0都成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍;
(3)討論g(x)與g(
1
x
)的大小.
考點(diǎn):利用導(dǎo)數(shù)求閉區(qū)間上函數(shù)的最值,導(dǎo)數(shù)的運(yùn)算
專題:導(dǎo)數(shù)的綜合應(yīng)用
分析:(1)由f(x)=
1
x
,g(x)=lnx+
1
x
,其定義域?yàn)椋?,+∞),得g(x)=
1
x
-
1
x2
=
x-1
x2
,x>0,由此利用導(dǎo)數(shù)性質(zhì)能求出g(x)在定義域內(nèi)的最小值.
(2)由g(a)=lna+
1
a
,a>0,得lna<g(x)對任意x>0都成立,由此能求出實(shí)數(shù)a的取值范圍是(0,e).
(3)由已知得g(
1
x
)=ln
1
x
+x=-lnx+x,x>0,構(gòu)造函數(shù)h(x)=g(x)-g(
1
x
)=2lnx+
1
x
-x
,x>0,由此利用導(dǎo)數(shù)性質(zhì)推導(dǎo)出當(dāng)x=1時(shí),g(x)=g(
1
x
);當(dāng)0<x<1時(shí),g(x)>g(
1
x
);當(dāng)x>1時(shí),g(x)<g(
1
x
).
解答: 解:(1)∵f(x)=lnx,g(x)=f(x)+f′(x),
f(x)=
1
x
,g(x)=lnx+
1
x
,其定義域?yàn)椋?,+∞),
g(x)=
1
x
-
1
x2
=
x-1
x2
,x>0,
由g′(x)=0,得x=1,由g′(x)>0,得x>1,
由g′(x)<0,得0<x<1,
∴g(x)在(0,1)單調(diào)遞減,在(1,+∞)單調(diào)遞增,
∴當(dāng)x=1時(shí),g(x)在定義域(0,+∞)內(nèi)有最小值為g(x)min=g(1)=1.
(2)∵g(x)=lnx+
1
x
,x>0,∴g(a)=lna+
1
a
,a>0,
∵g(a)-g(x)<
1
a
對任意x>0都成立,
∴l(xiāng)na+
1
a
-g(x)<
1
a
對任意x>0都成立,
即lna<g(x)對任意x>0都成立,
∴l(xiāng)na<g(x)min=lne,∴0<a<e,
∴實(shí)數(shù)a的取值范圍是(0,e).
(3)∵g(x)=lnx+
1
x
,x>0,
∴g(
1
x
)=ln
1
x
+x=-lnx+x,x>0,
設(shè)h(x)=g(x)-g(
1
x
)=lnx+
1
x
-(-lnx+x)=2lnx+
1
x
-x
,x>0,
h(x)=
2
x
-
1
x2
-1
=-
x2-2x+1
x2
=-
(x-1)2
x2
,x>0,
顯然h′(x)≤0在x∈(0,+∞)恒成立,∴h(x)在(0,+∞)單調(diào)遞減,
又h(1)=0,∴當(dāng)x=1時(shí),h(x)=0,即g(x)=g(
1
x
),
∴當(dāng)0<x<1時(shí),h(x)>h(1)=0,即g(x)>g(
1
x
),
∴當(dāng)x>1時(shí),h(x)<h(1)=0,即g(x)<g(
1
x

綜上所述:當(dāng)x=1時(shí),g(x)=g(
1
x
);當(dāng)0<x<1時(shí),g(x)>g(
1
x
);
當(dāng)x>1時(shí),g(x)<g(
1
x
).
點(diǎn)評:本題考查函數(shù)的最小值的求法,考查實(shí)數(shù)的取值范圍的求法,考查兩數(shù)大小的討論,解題時(shí)要注意分類討論思想和導(dǎo)數(shù)性質(zhì)的合理運(yùn)用.
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