已知函数f(x)=lnxx+a(a∈R),曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为y=x-1.(1)求实数a的值

2025-05-18 02:03:59
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回答1:

(1)依题意,f′(x)=

x+a
x
?lnx
(x+a)2
(x>0),(1分)
所以f′(1)=
1+a
(1+a)2
=
1
1+a

由切线方程得f′(1)=1,即
1
1+a
=1,解得a=0,
此时f(x)=
lnx
x
(x>0),f′(x)=
1?lnx
x2
,(3分)
令f′(x)>0得,1-lnx>0,解得0<x<e;
令f′(x)<0得,1-lnx<0,解得x>e,
所以f(x)的增区间为(0,e),减区间为(e,+∞).(5分)
(2)解法一:
由(1)知,函数f(x)在(e,+∞)上单调递减,所以f(2014)>f(2015),
ln2014
2014
ln2015
2015
,则2015ln2014>2014ln2015,
所以ln20142015>ln20152014,即20142015>20152014(9分)
解法二:
20152014
20142015
=(
2015
2014
)
2014
×
1
2014

因为(
2015
2014
)
2014
=(1+
1
2014
)
2014

=1+1+
C
(
1
2014
)2
+
C
(
1
2014
)
3
+…+
C
(
1
2014
)
2014

<2+
1
2!
+
1
3!
+…+
1
2014!

<2+
1
1×2
+
1
2×3
+…+
1
2013×2014

<2+(1-
1
2
)+(
1
2
?
1
3
)+…+(
1
2013
-
1
2014

=3-
1
2014
<3,
所以
20152014
20142015
3
2014
<1
,所以20142015>20152014.(9分)
(3)若kx>f(x)+2对任意x>0恒成立,则k>
lnx
x2
+
2
x

记g(x)=
lnx
x2
+
2
x
,只需k>g(x)max
g′(x)=
1?2lnx
x3
?
2
x2
=
1?2x?2lnx
x3
,(10分)
记h(x)=1-2x-2lnx(x>0),则h′(x)=?2?
2
x
<0

所以h(x)在(0,+∞)上单调递减.
又h(1)=-1<0,h(
2
2
)=1?
2
?2ln
2
2
=1-
2
+ln2>1-
3
2
+ln2=ln
2
e
>0,
所以存在唯一x0∈(
2
2
,1)
,使得h(x0)=0,即1-2x0-2lnx0=0,(11分)
当x>0时,h(x)、g′(x)、g(x)的变化情况如下:
x (0,x0 x0 (x0,+∞)
h(x) + 0 -
g′(x) + 0 -
g(x) 极大值
(12分)
所以g(x)max=g(x0)=
2x0+lnx0
x