已知函數f(x)=-x2+ax+lnx+b.
(Ⅰ)若函數f(x)在x=1處的切線方程為y=2,求a、b的值;
(Ⅱ)若a=1,函數f(x)的圖象能否總在直線y=b+1的下方?若能,請加以證明;若不能,請說明理由.
解:(Ⅰ)∵f(x)=-x
2+ax+lnx+b
∴
(2分)
∵函數f(x)在x=1處的切線方程為y=2,
∴
,即
,?
(4分)
(Ⅱ)當a=1時,f(x)=-x
2+x+lnx+b,定義域為(0,+∞)(5分)
(6分)
令f′(x)=0,得x=1或
(舍去)
當0<x<1時,f′(x)>0;當x>1時,f′(x)<0
當x變化時,f′(x)、f(x)的變化情況如下表:
(8分)
∴f(x)在x=1處取極大值(9分)
又f(x)只有一個極大值,故它為最大值
∴f(x)
max=f(1)=b(10分)
∵f(1)=b<b+1,即f(x)
max<b+1
∴函數f(x)的圖象總在直線y=b+1的下方(12分)
分析:(I)根據導數的幾何意義求出函數f(x)在x=1處的導數,得到切線的斜率為0,以及切點在函數f(x)的圖象上,建立方程組,解之即可求出a與b的值;
(II)先確定函數的定義域然后求導數fˊ(x),求出f′(x)=0的值,再討論滿足f′(x)=0的點附近的導數的符號的變化情況,來確定極值,f(x)只有一個極大值,故它為最大值,欲使函數f(x)的圖象總在直線y=b+1的下方,只需f(x)
max<b+1即可.
點評:本題主要考查了利用導數研究曲線上某點切線方程,以及利用導數研究函數的極值等基礎題知識,考查運算求解能力,屬于基礎題.