Question

已知函數(shù)f（x）=ax+lnx（a∈R）．
（1）若a=1，求曲線處切線的斜率；
（2）求函數(shù)f（x）的單調增區(qū)間；
（3）設g（x）=2^x，若對任意x₁∈（0，+∞），存在x₂∈[0，1]，使f（x₁）＜g（x₂），求實數(shù)a的取值范圍．

Answer 1

【答案】分析：（1）運用求導數(shù)法則，得f'（x）=1+，從而得到曲線處切線的斜率k=f'（）=3；
（2）首先f'（x）=a+，（x＞0），再根據(jù)a的正負討論f'（x）的取值，可得當a≥0時，函數(shù)f（x）=ax+lnx是（0，+∞）上的增函數(shù)；當a＜0時，f（x）=ax+lnx在（0，-）上為增函數(shù)，在（-，+∞）上為減函數(shù)．
（3）由題意，得f（x₁）在（0，+∞）上的最大值小于g（x₂）在[0，1]上的最大值．由指數(shù)函數(shù)單調性可得g（x₂）在[0，1]上的最大值為g（1）=2，從而得到f（x₁）在（0，+∞）上的最大值小于2．再結合（2）中函數(shù)單調性的結論，列出不等式并解之，即可得到實數(shù)a的取值范圍為（-∞，-）．
解答：解：（1）a=1時，f（x）=x+lnx
∴f'（x）=1+，可得f'（）=3
∴曲線處切線的斜率k=f'（）=3
（2）由題意，得f'（x）=a+，（x＞0）
∴當a≥0時，f'（x）＞0在（0，+∞）上恒成立；
當a＜0時，f'（x）=a+在（0，-）上為正數(shù)，在（-，+∞）上為負數(shù)
由此可得：當a≥0時，函數(shù)f（x）=ax+lnx是（0，+∞）上的增函數(shù)；
當a＜0時，f（x）=ax+lnx在（0，-）上為增函數(shù)，在（-，+∞）上為減函數(shù)
（3）由題意，得f（x₁）在（0，+∞）上的最大值小于g（x₂）在[0，1]上的最大值．
∵g（x）=2^x，[0，1]上是增函數(shù)
∴g（x₂）在[0，1]上的最大值為g（1）=2
即f（x₁）在（0，+∞）上的最大值小于2
當a≥0時，函數(shù)f（x）=ax+lnx是（0，+∞）上的增函數(shù)，f（x₁）沒有最大值；
當a＜0時，f（x₁）在（0，+∞）上的最大值為f（-）=-1+ln（-）＜2
解之得a，可得實數(shù)a的取值范圍為（-∞，-）．
點評：本題給出含有對數(shù)的基本初等函數(shù)，討論函數(shù)的單調性并解決不等式恒成立的問題，著重考查了利用導數(shù)研究函數(shù)的單調性、導數(shù)的幾何意義和含有參數(shù)不等式的討論等知識，屬于中檔題．