Question

（2013•汕尾二模）已知函數(shù)f（x）=ax+lnx，其中a為常數(shù)，設(shè)e為自然對數(shù)的底數(shù)．
（Ⅰ） 當(dāng)a=-1時(shí)，求f（x）的最大值；
（Ⅱ） 討論f（x）在區(qū)間（0，e）上的單調(diào)情況；
（Ⅲ）試推斷方程|2x（x-lnx）|=2lnx+x是否有實(shí)數(shù)解．若有實(shí)數(shù)解，請求出它的解集．

Answer 1

分析：（Ⅰ）由題意，對函數(shù)f（x）=x+lnx求導(dǎo)數(shù)，研究出函數(shù)在定義域上的單調(diào)性，判斷出最大值，即可求出；
（II）由于函數(shù)f（x）=ax+lnx系數(shù)中帶有參數(shù)a，可先求導(dǎo)，對參數(shù)a的取值范圍進(jìn)行討論，確定出區(qū)間（0，e）上的單調(diào)情況；
（III）由于函數(shù)的定義域是正實(shí)數(shù)集，故方程|2x（x-lnx）|=2lnx+x可變?yōu)閨x-lnx|=

lnx

x

+

1

2

，再分別研究方程兩邊對應(yīng)函數(shù)的性質(zhì)，即可作出判斷．

解答：解：（Ⅰ） 當(dāng)a=-1時(shí)，f（x）=-x+lnx，f′（x）=-1+

1

x

=

1-x

x

…（1分）
當(dāng)0＜x＜1時(shí)，f′（x）＞0；當(dāng)x＞1時(shí)，f′（x）＜0．
∴f（x）在（0，1）上是增函數(shù)，在（1，+∞）上是減函數(shù)…（3分）
∴f（x）_max=f（1）=-1…（4分）
（Ⅱ）∵f′（x）=a+

1

x

，x∈（0，e），

1

x

∈(

1

e

，+∞)…（5分）
①若a≥-

1

e

，則f′（x）＞0，從而f（x）在（0，e）上增函數(shù)…（6分）
②若a＜-

1

e

，則由f′（x）＞0⇒a+

1

x

＞0，即0＜x＜-

1

a

由f′（x）＜0⇒a+

1

x

＜0，即-

1

a

＜x＜e．…（7分）
∴f（x）在(0，-

1

a

)上增函數(shù)，在(-

1

a

，e)為減函數(shù)…（8分）
綜合上面得：當(dāng)a≥-

1

e

時(shí)，f（x）在（0，e）上增函數(shù)；當(dāng)a＜-

1

e

時(shí)，f（x）在(0，-

1

a

)上增函數(shù)，在(-

1

a

，e)為減函數(shù)．
（Ⅲ）|2x（x-lnx）|=2lnx+x?|x-lnx|=

lnx

x

+

1

2

…（9分）
由（Ⅰ）知當(dāng)a=-1時(shí)f（x）_max=f（1）=-1，即-x+lnx≤-1
∴|x-lnx|≥1…（10分）
又令g（x）=

lnx

x

+

1

2

，g′（x）=

1-lnx

x2

，
令g′（x）＞0，得0＜x＜e；令g′（x）＜0，得x＞e
∴g（x）的增區(qū)間為（0，e），減區(qū)間為（e，+∞）
∴g（x）_max=g（e）=

1

e

+

1

2

＜1，∴g（x）＜1…（12分）
∴|x-lnx|＞g（x），即|x-lnx|＞

lnx

x

+

1

2

…（13分）
∴方程|x-lnx|=

lnx

x

+

1

2

即方程|2x（x-lnx）|=2lnx+x沒有實(shí)數(shù)解．…（14分）

點(diǎn)評：本題考查導(dǎo)數(shù)綜合運(yùn)用，解題的關(guān)鍵是理解導(dǎo)數(shù)與函數(shù)性質(zhì)的相關(guān)對應(yīng)，本題考查了靈活轉(zhuǎn)化的能力，計(jì)算能力，分類討論的思想，綜合性強(qiáng)，難度較高，是高考中考查能力的常用試題，題后應(yīng)用心體會本題中所使用的轉(zhuǎn)化技巧及分類的標(biāo)準(zhǔn)．