已知函数f(x)=lnx-ax(a∈R).(I)若曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线与直线x-y+1=0垂直,求a

2025-05-17 15:06:45
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回答1:

(Ⅰ)函数f(x)=lnx-ax的导数为f′(x)=

1
x
-a,
则在点(1,f(1))处的切线斜率为1-a,
由于切线与直线x-y+1=0垂直,则1-a=-1,
则a=2;
(Ⅱ)f′(x)=
1
x
-a=
1?ax
x
(x>0),
当a≤0时,f′(x)>0,f(x)在(0,+∞)上递增,
当a>0时,f′(x)>0时,0<x<
1
a
,f′(x)<0时,x>
1
a

综上,a≤0时,f(x)只有增区间:(0,+∞),
a>0时,f(x)的增区间是(0,
1
a
),减区间为(
1
a
,+∞);
(Ⅲ)a=1时,f(x)=lnx-x,由(Ⅱ)知f(x)在(1,2)上递减,则f(x)的值域为(ln2-2,-1),
由于g(x)=
1
3
bx3-bx的导数为g′(x)=b(x2-1),
则当b>0时,g′(x)>0,g(x)在(1,2)上递增,g(x)的值域为(-
2
3
b,
2
3
b);
当b<0时,g′(x)<0,g(x)在(1,2)上递减,g(x)的值域为(
2
3
b,-
2
3
b);
由于对任意的x1∈(1,2),总存在x2∈(1,2),使得f(x1)=g(x2),
则b>0时,(ln2-2,-1)?(-
2
3
b,
2
3
b),则有-
2
3
b≤ln2-2,即有b≥3-
3
2
ln2;
b<0时,(ln2-2,-1)?(
2
3
b,-
2
3
b),则有
2
3
b≤ln2-2,即有b≥
3
2
ln2-3.
综上,可得实数b的取值范围是(-∞≥
3
2
ln2-3]∪[3-
3
2
ln2,+∞).