计算题13.0分
文科数学

20.已知函数f(x)=+lnx(a∈R)

(1)当a=1时,求f(x)的最小值;

(2)若f(x)在(0,e]上的最小值为2,求实数a的值;

(3)当a=﹣1时,试判断函数g(x)=f(x)+在其定义域内的零点的个数.

正确答案及相关解析

正确答案

(1)1

(2)a=e

(3)见解析。

解析

(1)当a=1时,

当x∈(0,1)时,f′(x)<0,f(x)单调递减,

当x∈(1,+∞)时,f′(x)>0,f(x)单调递增,

所以,当x=1时,f(x)有最小值:f(x)min=f(1)=1.

(2)因为

①当a≤0时,f′(x)>0,f(x)在(0,e]上为增函数,此时f(x)在(0,e]上无最小值.

②当a∈(0,e]时,若x∈(0,a),则f′(x)<0,f(x)单调递减,

若x∈(a,e],则f′(x)>0,f(x)单调递增,

所以f(x)min=f(a)=1+lna=2,∴a=e,符合题意;

③当a>e时,x∈(0,e],

∴f′(x)<0,f(x)单调递减,

所以

∴a=e,不符合题意;

综上所述,a=e时符合题意.

(3)证明:当a=﹣1时,函数

令φ(x)=2+x﹣lnx,(x>0),则

所以x∈(0,1)时,φ′(x)<0,φ(x)单调递减,

当x∈(1,+∞)时,φ′(x)>0,φ(x)单调递增,

所以,φ(x)min=φ(1)=3>0,在定义域内g′(x)>0,g(x)在(0,+∞)单调递增,

又g(1)=﹣1<0,而

因此,函数g(x)在(1,e)上必有零点,又g(x)在(0,+∞)单调递增,

所以函数在其定义域内有唯一的零点.

知识点

利用导数求参数的取值范围