已知函数f(x)=1x+alnx,其中a∈R,(Ⅰ)若函数f(x)在x=1处取得极值,求实数a的值,(Ⅱ)在(1)的

2025-05-10 19:07:07
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回答1:

(Ⅰ)∵f(x)=

1
x
+alnx,
∴f′(x)=
ax?1
x2

当x=1时,f′(x)=0,解得a=1,
经验证a=1满足条件,…(3分)
(II)当a=1时,f(x+1)>
x2+(t+2)x+t+2
x2+3x+2

整理得t<(x+2)ln(x+1)-x
令h(x)=(x+2)ln(x+1)-x,
则h′(x)=
1
x+1
+ln(x+1)(x≥1)…(5分)
∴h(x)min=3ln2-1,即t<3ln2-1∈(0,2)…(7分)
∴t=1….(8分)
(III)g(x)+g(3-x)=3-
3
x(3?x)
-aln[x(3-x)]
令t=x(3-x)∈(0,2),构造函数F(t)=3-
3
t
-alnt
即方程F(t)=3-
3
t
-alnt=0在区间(0,2)上至少有两个解
又F(1)=0,
∴方程F(t)=3-
3
t
-alnt=0在区间(0,1)∪(1,2)上有解 …(10分)
F′(t)=
3?at
t2

当a≤0时,F′(t)>0,即函数y=F(t)在(0,2)上是增函数,且F(1)=0,
∴此时方程在区间(0,1)∪(1,2)上无解;
当0<a≤1时,F′(t)>0,同上方程无解;
当1<a<3时,函数F(t)在(0,
3
a
)上递增,在(
3
a
,2)上递减,且
3
a
>1,
要使方程F(t)=3-
3
t
-alnt=0在区间(0,1)∪(1,2)上有解,则F(2)=0,
3
2
-aln2<0,
∴a>
3
ln4

3
ln4
<a<3;
当a>3时,函数F(t)在(0,
3
a
)上递增,在(
3
a
,2)上递减,且
3
a
<1,
此时方程F(t)=0在(0,
3
a
)内必有解,
当a=3时,函数F(t)在(0,1)上递增,在(1,2)上递减,且F(1)=0
∴方程F(t)=3-
3
t
-alnt=0在区间(0,1)∪(1,2)上无解.
综上,实数a的范围是(
3
ln4
,3)∪(3,+∞)    …(14分)