已知函數(shù)f(x)=xlnx.
(Ⅰ)若直線l過點(diǎn)(0,1),并且與曲線y=f(x)相切,求直線l的方程;
(Ⅱ)設(shè)函數(shù)g(x)=f(x)-a(x-1),其中a∈R,求函數(shù)g(x)在區(qū)間[1,e]上的最小值.(其中e為自然對(duì)數(shù)的底數(shù))
分析:(Ⅰ)由于(0,1)不是切點(diǎn),故先假設(shè)切點(diǎn),利用切點(diǎn)處得導(dǎo)數(shù)為切線的斜率,再根據(jù)過(0,1),從而可求切點(diǎn)的坐標(biāo),進(jìn)一步可求切線的方程;
(Ⅱ)先確定函數(shù)的單調(diào)區(qū)間,再利用區(qū)間進(jìn)行分類討論,從而求出函數(shù)再區(qū)間上的最小值.
解答:解:(Ⅰ)f′(x)=lnx+1,x>0,(2分)
設(shè)切點(diǎn)坐標(biāo)為(x
0,y
0),則y
0=x
0lnx
0,切線的斜率為lnx
0+1,所以
lnx0+1= ,(4分)
解得x
0=1,y
0=0,所以直線l的方程為x-y-1=0.(6分)
(Ⅱ)g(x)=xlnx-a(x-1),則g′(x)=lnx+1-a,(7分)
解g′(x)=0,得x=e
a-1,所以在區(qū)間(0,e
a-1)上,g(x)為遞減函數(shù),在區(qū)間(e
a-1,+∞)上,g(x)為遞增函數(shù).(8分)
當(dāng)e
a-1≤1,即a≤1時(shí),在區(qū)間[1,e]上,g(x)為遞增函數(shù),所以g(x)最小值為g(1)=0.(9分)
當(dāng)1<e
a-1<e,即1<a<2時(shí),g(x)的最小值為g(e
a-1)=a-e
a-1.(10分)
當(dāng)e
a-1≥e,即a≥2時(shí),在區(qū)間[1,e]上,g(x)為遞減函數(shù),
所以g(x)最小值為g(e)=a+e-ae.(11分)
綜上,當(dāng)a≤1時(shí),g(x)最小值為0;當(dāng)1<a<2時(shí),g(x)的最小值為a-e
a-1;當(dāng)a≥2時(shí),g(x)最小值為a+e-ae.(12分)
點(diǎn)評(píng):本題考查導(dǎo)數(shù)的幾何意義,考查利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的最值,應(yīng)用導(dǎo)數(shù)的幾何意義求切線時(shí),注意點(diǎn)是否為切點(diǎn).