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若函数f(x)=x(lnx-a)(a为实常数).(1)当a=0时,求函数f(x)在x=1处的切线方程;(2)设g(x)=|f(x)|.①求函数g(x)的单调区间;②若函数h(x)=1g(x)的定义域为[1,e2],求函数h(

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若函数f(x)=x(lnx-a)(a为实常数).
(1)当a=0时,求函数f(x)在x=1处的切线方程;
(2)设g(x)=|f(x)|.
①求函数g(x)的单调区间;
②若函数h(x)=
1
g(x)
的定义域为[1,e2],求函数h(x)的最小值m(a).
▼优质解答
答案和解析
(1)当a=0时,f(x)=xlnx,f′(x)=lnx+1,
∴k=f′(1)=1,
又当x=1时,y=0,
∴切点为(1,0),
∴函数f(x)在x=1处的切线方程为y=x-1;
(2)∵g(x)=|f(x)|=|x(lnx-a)|=x|lnx-a|=
xlnx−ax,x≥ea
ax−xlnx,x<ea

①当x≥ea时,g′(x)=lnx+1-a>0恒成立,
∴x∈(ea,+∞)时,函数g(x)为增函数;
当x<ea时,g′(x)=a-1-lnx,令g′(x)=a-1-lnx>0,得0<x<ea-1
令g′(x)=a-1-lnx<0,得x>ea-1
∴函数g(x)的单调增区间为(ea,+∞),(0,ea-1);单调减区间为(ea-1,ea);
②当x∈[1,e2]时,lnx∈[0,2],
∵h(x)=
1
g(x)
=
1
x|lnx−a|
的定义域为[1,e2],
∴a>2或a<0,
(i)当a<0时,ea<1,
∴函数g(x)在[1,e2]上单调递增,则g(x)的最大值为(2-a)e2
∴h(x)在区间[1,e2]上的最小值为m(a)=
1
(2−a)e2

(ii)当2<a<3时,e2<ea,且1<ea-1<e2
∴函数g(x)在[1,ea-1)上单调递增,在(ea-1,e2]上单调递减,则g(x)的最大值为ea-1
∴h(x)在区间[1,e2]上的最小值为m(a)=
1
ea−1

(iii)当a≥3时,ea-1>e2
∴函数g(x)在[1,e2]上单调递增,则g(x)的最大值为(a-2)e2
∴h(x)在区间[1,e2]上的最小值为m(a)=
1
(a−2)e2

综上所述,函数h(x)的最小值m(a)=
1
(2−a)e2
,a<0
1
ea−1
,2<a<3
1
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问题解析
(1)将a=0代入f(x),即可得到f(x)的表达式,求出f′(x),根据导数的几何意义,切线的斜率k=f′(1),切点为(1,0),由点斜式即可得到函数f(x)在x=1处的切线方程;
(2)根据绝对值的定义,先将g(x)=|f(x)|转化为g(x)=
xlnx−ax,x≥ea
ax−xlnx,x<ea
,①对g(x)分两段进行分析,当x≥ea时,令g′(x)>0和g′(x)<0,求解即可得到g(x)的单调区间,当x<ea时,令g′(x)>0和g′(x)<0,求解即可得到g(x)的单调区间;②根据h(x)的定义域,以及分母不为零,可以得到a>2或a<0,当a<0时,可以判断函数g(x)在[1,e2]上单调递增,从而得到g(x)的最大值,即可得到h(x)的最小值,当2<a<3时,根据g(x)的单调性,求出g(x)的最大值,从而得到h(x)的最小值,当a≥3时,根据g(x)的单调性,求出g(x)的最大值,从而得到h(x)的最小值,最后,将最小值根据a的不同取值范围,写成分段函数的形式,即可得到答案.
名师点评
本题考点:
利用导数研究曲线上某点切线方程;函数的定义域及其求法;利用导数研究函数的单调性.
考点点评:
本题考查了函数的定义域及其求法,利用导数研究曲线上某点处的切线方程,利用导数研究函数的单调性,利用导数研究函数的最值问题.对于函数的定义域是指使得函数的解析式有意义的取值范围,要熟悉基本初等函数的定义域以及常见函数的限制条件.导数的几何意义即在某点处的导数即该点处切线的斜率,解题时要注意运用切点在曲线上和切点在切线上.对于利用导数研究函数的单调性,注意导数的正负对应着函数的单调性.利用导数研究函数在闭区间上的最值,一般是求出导函数对应方程的根,然后求出跟对应的函数值,区间端点的函数值,然后比较大小即可得到函数在闭区间上的最值.属于中档题.
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