分析 (1)當(dāng)a=2時,求導(dǎo)f′(x)=1-$\frac{2}{x}$,當(dāng)x=1時,f(1)=1,曲線f(x)在x=1處的切線斜率k=f′(1)=-1,曲線f(x)在(1,1)處的切線方程:y-1=-(x-1),x+y-2=0;
(2)求導(dǎo)h′(x)=1-$\frac{a}{x}$-$\frac{1+a}{{x}^{2}}$=$\frac{(x+1)[x-(1+a)]}{{x}^{2}}$,當(dāng)a>-1時,令h′(x)>0,求得函數(shù)單調(diào)遞增區(qū)間,當(dāng)h′(x)<0,求得函數(shù)的單調(diào)遞減區(qū)間,當(dāng)a≤-1時,h′(x)>0恒成立,h(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增;
(3)由題意可知:在[1,e]上存在一點x0,使得h(x0)≤0,因此函數(shù)h(x)=x-alnx+$\frac{1+a}{x}$在[1,e]上的最小值[h(x)]min≤0,分類,當(dāng)a>-1及當(dāng)a≤-1時,根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性,求得[h(x)]min的值,即可求得a的取值范圍.
解答 解:(1)當(dāng)a=2時,則f(x)=x-2lnx,求導(dǎo)f′(x)=1-$\frac{2}{x}$,
當(dāng)x=1時,f(1)=1,
曲線f(x)在(1,1)處的切線斜率k=f′(1)=1-$\frac{2}{1}$=-1,
∴曲線f(x)在(1,1)處的切線方程:y-1=-(x-1),即x+y-2=0,
∴曲線f(x)在x=1處的切線方程x+y-2=0;
(2)$h(x)=f(x)+\frac{1+a}{x}$=x-alnx+$\frac{1+a}{x}$,定義域為(0,+∞),
求導(dǎo)h′(x)=1-$\frac{a}{x}$-$\frac{1+a}{{x}^{2}}$=$\frac{(x+1)[x-(1+a)]}{{x}^{2}}$,
當(dāng)a>-1時,令h′(x)>0,解得:x>a+1;
令h′(x)<0,解得:0<x<1+a,
故h(x)在(0,a+1)上單調(diào)遞減,在(a+1,+∞)上單調(diào)遞增;
當(dāng)a≤-1時,h′(x)>0恒成立,h(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增,
綜上可知:當(dāng)a>-1時,函數(shù)單調(diào)遞增區(qū)間(0,a+1),單調(diào)遞減區(qū)間(a+1,+∞);當(dāng)a≤-1時,單調(diào)遞增區(qū)間(0,+∞);
(3)由題意可知,在[1,e]上存在一點x0,使得f(x0)<g(x0)成立,
∴在[1,e]上存在一點x0,使得h(x0)≤0,
即函數(shù)h(x)=x-alnx+$\frac{1+a}{x}$在[1,e]上的最小值[h(x)]min≤0,
由(2)可知:(Ⅰ)當(dāng)a>-1時:①當(dāng)a+1≥e時,h(x)在[1,e]上單調(diào)遞減,
∴[h(x)]min=h(e)=e+$\frac{1+a}{e}$≤0,則a≥$\frac{{e}^{2}+1}{e-1}$,
∵$\frac{{e}^{2}+1}{e-1}$>e-1,
∴a≥$\frac{{e}^{2}+1}{e-1}$;
②當(dāng)a+1≤1時,h(x)在[1,e]上單調(diào)遞增,
∴[h(x)]min=h(1)=1+1+a≤0,
∴a≤-2,不滿足題意;
③當(dāng)1<a+1<e,即0<a<e-1,
∴[h(x)]min=h(1+1)=2+a-aln(1+a)≤0,
∵0<ln(1+a)<1,
∴0<aln(1+a)<a,
∴h(1+a)>2,此時不存在x0使得h(x0)≤0成立,
(Ⅱ)當(dāng)a≤-1時:h(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增,
∴[h(x)]min=h(1)=1+1+a≤0,即a≤-2,
綜上所述,a的取值范圍是:a≥$\frac{{e}^{2}+1}{e-1}$或a≤-2.
點評 本題考查導(dǎo)數(shù)的綜合應(yīng)用,考查利用導(dǎo)數(shù)求函數(shù)的單調(diào)性及最值,考查導(dǎo)數(shù)的幾何意義,曲線的切線方程,考查分類討論思想,屬于中檔題.
科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 0 | B. | 1 | C. | 2 | D. | 4 |
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科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:填空題
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科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:填空題
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科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | x=$\frac{π}{12}$ | B. | x=-$\frac{π}{12}$ | C. | x=$\frac{π}{6}$ | D. | x=-$\frac{π}{6}$ |
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科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | (-1,0)∪(0,2] | B. | [-2,0)∪(0,2] | C. | [-2,2] | D. | (-1,2] |
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科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | $\frac{{2\sqrt{13}}}{5}$ | B. | $\frac{{\sqrt{7}}}{2}$ | C. | $\frac{{2\sqrt{39}}}{9}$ | D. | $\sqrt{3}$ |
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科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:填空題
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