Question

16．設(shè)f（x）=lnx，g（x）=f（x）+af′（x）．
（1）求函數(shù)f（x）的圖象在點(diǎn)（e，1）處的切線方程；
（2）求g（x）的單調(diào)區(qū)間；
（3）當(dāng)a=1時(shí)，求實(shí)數(shù)m的取值范圍，使得g（m）-g（x）＜$\frac{1}{m}$對任意x＞0恒成立．

Answer 1

分析 （1）求出f（x）的導(dǎo)數(shù)，求得切線的斜率，由點(diǎn)斜式方程即可得到切線方程；
（2）求出g（x）的導(dǎo)數(shù)，對a討論，當(dāng)a≤0時(shí)，當(dāng)a＞0時(shí)，令導(dǎo)數(shù)大于0，可得增區(qū)間，令導(dǎo)數(shù)小于0，可得減區(qū)間；
（3）先化簡求出g（x），在根據(jù)導(dǎo)數(shù)求出函數(shù)g（x）的最小值，而g（m）-g（x）＜$\frac{1}{m}$，對任意x＞0恒成立，轉(zhuǎn)化為lnm＜g（x）恒成立，問題得以解決．

解答 解：（1）f（x）=lnx的導(dǎo)數(shù)為f′（x）=$\frac{1}{x}$，
即有f（x）在點(diǎn)（e，1）處的切線斜率為k=$\frac{1}{e}$，
則f（x）在點(diǎn)（e，1）處的切線方程為y-1=$\frac{1}{e}$（x-e），
即為x-ey=0；
（2）g（x）=f（x）+af′（x）=lnx+$\frac{a}{x}$，
g′（x）=$\frac{1}{x}$-$\frac{a}{{x}^{2}}$=$\frac{x-a}{{x}^{2}}$（x＞0），
當(dāng)a≤0時(shí)，g′（x）＞0，g（x）在（0，+∞）上遞增；
當(dāng)a＞0時(shí)，0＜x＜a時(shí)，g′（x）＜0，g（x）在（0，a）上遞減，
x＞a時(shí)，g′（x）＞0，g（x）在（a，+∞）上遞增．
綜上可得，當(dāng)a≤0時(shí)，g（x）的增區(qū)間為（0，+∞）；
當(dāng)a＞0時(shí)，g（x）的增區(qū)間為（a，+∞），減區(qū)間為（0，a）．
（3）f（x）=lnx，g（x）=f（x）+af′（x），
即有g(shù)（x）=lnx+$\frac{a}{x}$，
由a=1，g（x）=lnx+$\frac{1}{x}$，
g′（x）=$\frac{1}{x}$-$\frac{1}{{x}^{2}}$=$\frac{x-1}{{x}^{2}}$，
令g′（x）=0，解得x=1，
當(dāng)g′（x）＞0，即x＞1時(shí)，函數(shù)g（x）單調(diào)遞增，
當(dāng)g′（x）＜0，即0＜x＜1時(shí)，函數(shù)g（x）單調(diào)遞減，
即有g(shù)（x）_min=g（1）=1，
由于g（m）-g（x）＜$\frac{1}{m}$，對任意x＞0恒成立，
則lnm+$\frac{1}{m}$-$\frac{1}{m}$＜g（x），m＞0，
即有l(wèi)nm＜g（x）恒成立，
即lnm＜1，
解得0＜m＜e，
則實(shí)數(shù)m的取值范圍是（0，e）．

點(diǎn)評 本題主要考查了利用導(dǎo)數(shù)求切線的方程和函數(shù)的最值，以及利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性等基礎(chǔ)知識(shí)，考查綜合利用數(shù)學(xué)知識(shí)分析問題、解決問題的能力．