Question

【題目】已知f（x）=a（x﹣lnx）+ ，a∈R．
（1）討論f（x）的單調(diào)性；
（2）當(dāng)a=1時，證明f（x）＞f′（x）+ 對于任意的x∈[1，2]成立．

Answer 1

【答案】
（1）

解：由f（x）=a（x﹣lnx）+ ，

得f′（x）=a（1﹣ ）+

= = = （x＞0）．

若a≤0，則ax2﹣2＜0恒成立，

∴當(dāng)x∈（0，1）時，f′（x）＞0，f（x）為增函數(shù)，

當(dāng)x∈（1，+∞）時，f′（x）＜0，f（x）為減函數(shù)；

當(dāng)a＞0，若0＜a＜2，當(dāng)x∈（0，1）和（ ，+∞）時，f′（x）＞0，f（x）為增函數(shù)，

當(dāng)x∈（1， ）時，f′（x）＜0，f（x）為減函數(shù)；

若a=2，f′（x）≥0恒成立，f（x）在（0，+∞）上為增函數(shù)；

若a＞2，當(dāng)x∈（0， ）和（1，+∞）時，f′（x）＞0，f（x）為增函數(shù)，

當(dāng)x∈（ ，1）時，f′（x）＜0，f（x）為減函數(shù)

（2）

解：∵a=1，

令F（x）=f（x）﹣f′（x）=x﹣lnx ﹣1 =x﹣lnx+ ．

∵ex＞1+x，

∴x＞ln（1+x），

∴ex﹣1＞x，則x﹣1＞lnx，

∴F（x）＞ = ．

令φ（x）= ，則φ′（x）= = （x∈[1，2]）．

∴φ（x）在[1，2]上為減函數(shù)，則φ（x） ，

∴F（x）＞ 恒成立．

即f（x）＞f′（x）+ 對于任意的x∈[1，2]成立

【解析】（1）求出原函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)，然后對a分類分析導(dǎo)函數(shù)的符號，由導(dǎo)函數(shù)的符號確定原函數(shù)的單調(diào)性；
（2）構(gòu)造函數(shù)F（x）=f（x）﹣f′（x），求導(dǎo)后利用不等式x﹣1＞lnx放縮，得到F（x）＞ = ．令φ（x）= ，利用導(dǎo)數(shù)可得φ（x）在[1，2]上為減函數(shù)，得到F（x）＞ 恒成立．由此可得f（x）＞f′（x）+ 對于任意的x∈[1，2]成立．
本題考查利用導(dǎo)數(shù)加以函數(shù)的單調(diào)性，考查了利用導(dǎo)數(shù)求函數(shù)的最值，考查了分類討論的數(shù)學(xué)思想方法和數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)化思想方法，是壓軸題．
【考點精析】本題主要考查了利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性和函數(shù)的最大(小)值與導(dǎo)數(shù)的相關(guān)知識點，需要掌握一般的,函數(shù)的單調(diào)性與其導(dǎo)數(shù)的正負有如下關(guān)系： 在某個區(qū)間內(nèi)，(1)如果，那么函數(shù)在這個區(qū)間單調(diào)遞增；(2)如果，那么函數(shù)在這個區(qū)間單調(diào)遞減；求函數(shù)在上的最大值與最小值的步驟：（1）求函數(shù)在內(nèi)的極值；（2）將函數(shù)的各極值與端點處的函數(shù)值，比較，其中最大的是一個最大值，最小的是最小值才能正確解答此題．