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已知函数f(x)=ax+xlnx的图象在点x=e处的切线斜率为3.(Ⅰ)求实数a的值,=仅有一个零点.求实数k的取值范围.对任意x>1恒成立.求t的最大值.

编辑:chaxungu时间:2026-04-27 14:59:26分类:高中数学题库

已知函数f(x)=ax+xlnx的图象在点x=e(e为自然对数的底数)处的切线斜率为3.
(Ⅰ)求实数a的值;
(Ⅱ)若函数g(x)=数学公式仅有一个零点,求实数k的取值范围.
(Ⅲ)若f(x)>t(x-1)(t∈Z)对任意x>1恒成立,求t的最大值.在线课程解:(1)由已知得f′(x)=a+lnx+1,
故f′(e)=3,
即a+lne+1=3,
∴a=1.
(2)∵
=1+lnx+,
∴=,(x>0)
令g′(x)=0,解得,或x=2,
列表如下
x (0,) () 2(2,+∞)
g′(x)+0 - 0+
g(x)↑ 极大值
4-ln2-k
↓ 极小值
↑
由于x→0时,g(x)→-∞,x→+∞,g(x)→+∞,
要使g(x)仅有一个零点,则必须
,或,
∴k>4-ln2,或k<,
∴k∈.
(3)由x+xlnx>t(x-1)在x>1时恒成立,
即t<在x>1恒成立,
令p(x)=(x>1),,
令h(x)=x-lnx-2,x>1,
则,
∴h(x)在(1,+∞)上单调增加,
∵h(3)=1-ln3<0,
h(4)=2-2ln2>0,
∴h(x)在(1,+∞)上在唯一实数根x0,且满足x0∈(3,4),
当x∈(1,x0)时,h(x)<0,∴,
函数p(x)在(1,x0)上单调递减,
当x∈(x0,+∞)时,h(x)>0,∴,
函数p(x)在(1,x0)上单调递增,
∴,
∵h(x0)=0,即x0-lnx0-2=0,
∴lnx0=x0-2.
∴=x0∈(3,4),
∴t<=x0∈(3,4),
故t的最大值为3.
分析:(1)由已知得f′(x)=a+lnx+1,故f′(a)=3,由此能求出a.
(2)由=1+lnx+,知=,(x>0),令g′(x)=0,解得,或x=2,列表讨论能求出k的范围.
(3)由x+xlnx>t(x-1)在x>1时恒成立,即t<在x>1恒成立,令p(x)= (x>1),,由此能够求出t的最大值.
点评:此题考查学生会利用导数求切线上过某点切线方程的斜率,会利用导函数的正负确定函数的单调区间,会利用导数研究函数的极值,掌握导数在最大值、最小值问题中的应用,是一道难题.