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已知函数f(x)=x(a+lnx)有极小值-e-2.

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:数学作业 时间:2024/09/05 02:45:09
已知函数f(x)=x(a+lnx)有极小值-e-2
(Ⅰ)求实数a的值;
(Ⅱ)若k∈Z,且k<
f(x)
x-1
(Ⅰ)因为函数的定义域为(0,+∞),
函数的导数为f′(x)=1+a+lnx,由f′(x)=1+a+lnx=0,
解得x=e-1-a,即当x=e-1-a,时,函数取得极小值-e-2
即f(e-1-a)=e-1-a(a-1-a)=-e-1-a=-e-2
所以解的a=1,即实数a的值为1.
(Ⅱ)当a=1时,f(x)=x(1+lnx),所以设g(x)=
f(x)
x-1=
x+xlnx
x-1,
则g′(x)=
x-2-lnx
(x-1)2.
令h(x)=x-2-lnx,x>1.
因为h′(x)=1-
1
x=
x-1
x>0,所以函数h(x)在(1,+∞)上单调递增,
又h(3)=1-ln3<0,h(4)=2-ln4=2-2ln2>0,
所以h(x)在(1,+∞)上存在唯一的一个实数根x0,满足x0∈(3,4),且h(x0)=0.
,即x0-2-ln⁡x0=0,所以lnx0=x0-2.
当x∈(1,x0)时,h(x)<0,此时g′(x)<0,
当x∈(x0,+∞)时,h(x)>0,此时g′(x)>0.
所以g′(x)=
x-2-lnx
(x-1)2在x∈(1,x0)时,单调递减,在x∈(x0,+∞)上单调递增,
所以.g(x)min=g(x0)=
x0+x0lnx0
x0-1=
x0+x0(x0-2)
x0-1=
x0(x0-1)
x0-1=x0∈(3,4).
所以要使k<
f(x)
x-1对任意x>1恒成立,则k<g(x)min⁡=x0∈(3,4),
因为k∈Z,所以要k≤3,即k的最大值为3.