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设函数f(x)=xlnx(x>0),g(x)=-x+2, (I)求函数f(x)在...

设函数f(x)=xlnx(x>0),g(x)=-x+2,
(I)求函数f(x)在点M(e,f(e))处的切线方程;
(II)设F(x)=ax2-(a+2)x+f′(x)(a>0),讨论函数F(x)的单调性;
(III)设函数H(x)=f(x)+g(x),是否同时存在实数m和M(m<M),使得对每一个t∈[m,M],直线y=t与曲线manfen5.com 满分网都有公共点?若存在,求出最小的实数m和最大的实数M;若不存在,说明理由.
(I)f′(x)=lnx+1(x>0),则函数f(x)在点M(e,f(e))处切线的斜率为f′(e)=2,由此能求出函数f(x)在点M(e,f(e))处的切线方程. (II)F(x)=ax2-(a+2)x+lnx+1,x>0,F′(x)=2ax-(a+2)+=,x>0,a>0,令F′(x)=0,则x=,或,由此进行分类讨论,能求出函数F(x)的单调性. (III)H(x)=-x+2+xlnx,H′(x)=lnx,令H′(x)=0,则x=1,由此列表讨论,能够推导出存在实数m=1和M=2,使得对每一个t∈[m,M],直线y=t与曲线y=H(x),x∈[]都有公共点. 【解析】 (I)f′(x)=lnx+1(x>0), 则函数f(x)在点M(e,f(e))处切线的斜率为f′(e)=2,f(e)=e, ∴所求切线方程为y-e=2(x-e),即y=2x-e. (II)F(x)=ax2-(a+2)x+lnx+1,x>0 F′(x)=2ax-(a+2)+ = =,x>0,a>0, 令F′(x)=0,则x=,或, ①当0<a<2,即时,令F′(x)>0,解得0<x<,或x>; 令F′(x)<0,解得<x<; ∴F(x)在(0,),(,+∞)上单调递增,在(,)单调递减. ②当a=2,即时,F′(x)≥0恒成立, ∴F(x)在(0,+∞)上单调递增. ③当a>2,即时,令F′(x)>0,解得0<x<或x>; 令F′(x)<0,解得<x<; ∴F(x)在(0,),(,+∞)上单调递增,在(,)单调递减. (III)H(x)=-x+2+xlnx,H′(x)=lnx,令H′(x)=0,则x=1, 当x在区间(,e)内变化时,H′(x),H(x)的变化情况如下表: x (,1) 1 (1,e) e H′(x) - + H(x) 2- ↘ 极小值1 ↗ 2 又∵,∴函数的值域为[1,2].  据此可得,若,则对每一个t∈[m,M], 直线y=t与曲线y=H(x),x∈[,e]都有公共点; 并且对每一个t∈(-∞,m)∪(M,+∞),直线y=t与曲线y=H(x),x∈[]都没有公共点. 综上,存在实数m=1和M=2,使得对每一个t∈[m,M], 直线y=t与曲线y=H(x),x∈[]都有公共点.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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