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设a>0,函数f(x)=x2+a|lnx-1| (1)当a=1时,求曲线y=f(...

设a>0,函数f(x)=x2+a|lnx-1|
(1)当a=1时,求曲线y=f(x)在x=1处的切线方程;
(2)当a=3时,求函数f(x)的单调性;
(3)当x∈[1,+∞)时,求函数f(x)的最小值.
(1)将a=1代入,对函数f(x)进行求导得到切线的斜率k=f′(1),切点为(1,2),根据点斜式即可写出切线方程; (2)由题意知当0<x≤e时,,f(x)在(1,e]内单调性.当x≥e时,恒成立,故f(x)在[e,+∞)内单调递增.由此可知f(x)的单调增区间和单调递减区间; (3)分x≥e和x<e两种情况讨论.分别对函数f(x)进行求导,根据导函数的正负判断出函数f(x)的单调性后可得到答案. 解(1)当a=1时,f(x)=x2+|lnx-1| 令x=1得f(1)=2,f'(1)=1,所以切点为(1,2),切线的斜率为1, 所以曲线y=f(x)在x=1处的切线方程为:x-y+1=0. (2)当a=2时,f(x)=x2+3|lnx-1| = 当0<x≤e时,, f(x)在(0,]内单调递减,在(,e]上单调递增; 当x≥e时,恒成立, 故f(x)在(0,]内单调递减,在(,+∞)上单调递增; (3)①当x≥e时,f(x)=x2+alnx-a,(x≥e) ∵a>0, ∴f(x)>0恒成立. ∴f(x)在[e,+∞)上增函数. 故当x=e时,ymin=f(e)=e2 ②当1≤x<e时,f(x)=x2-alnx+1, (1≤x<e) (i)当 ,即0<a≤2时,f'(x)在x∈(1,e)时为正数, 所以f(x)在区间[1,e)上为增函数. 故当x=1时,ymin=1+a,且此时f(1)<f(e) (ii)当 ,即2<a<2e2时, f'(x)在 时为负数,在间 时为正数 所以f(x)在区间 上为减函数,在 上为增函数 故当 时,, 且此时 (iii)当 ;即a≥2e2时, f'(x)在x∈(1,e)时为负数, 所以f(x)在区间[1,e]上为减函数, 当x=e时,ymin=f(e)=e2. 综上所述,当a≥2e2时,f(x)在x≥e时和1≤x≤e时的最小值都是e2. 所以此时f(x)的最小值为f(e)=e2; 当2<a<2e2时,f(x)在x≥e时的最小值为 , 而 , 所以此时f(x)的最小值为 . 当0<a≤2时,在x≥e时最小值为e2,在1≤x<e时的最小值为f(1)=1+a, 而f(1)<f(e),所以此时f(x)的最小值为f(1)=1+a 所以函数y=f(x)的最小值为 .
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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