问题标题:
【已知函数f(x)=.(I)若曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线与X轴平行,求函数f(x)的单调区间;(II)若对一切正数x,都有f(x)≤-1恒成立,求a的取值集合.】
问题描述:
已知函数f(x)=.
(I)若曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线与X轴平行,求函数f(x)的单调区间;
(II)若对一切正数x,都有f(x)≤-1恒成立,求a的取值集合.
黄水源回答:
(Ⅰ)∵f′(x)=-1,
∴曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线斜率为k=f′(1)=-1,
依题意-1=0,解得a=1,
∴f(x)=lnx-x,f′(x)=-1,
当0<x<1时,f′(x)>0,函数f(x)单调递增;当x>1时,f′(x)<0,函数f(x) 单调递减;
所以函数f(x)的单调增区间为(0,1),减区间为(1,+∞);
(Ⅱ)若a<0,因为此时对一切x∈(0,1),都有>0,x-1<0,所以>x-1,与题意矛盾,
又a≠0,故a>0,由f′(x)=-1,令f′(x)=0,得x=.
当0<x<时,f′(x)>0,函数f(x)单调递增;当x>时,f′(x)<0,函数f(x) 单调递减;
所以f(x)在x=处取得最大值-,
故对∀x∈R+,f(x)≤-1恒成立,当且仅当对∀a∈R+,-≤-1恒成立.
令=t,g(t)=tlnt-t,t>0.则g′(t)=lnt,
当0<t<1时,g′(t)<0,函数g(t)单调递减;当t>1时,g′(t)>0,函数g(t)单调递增;
所以g(t)在t=1处取得最小值-1,
因此,当且仅当=1,即a=1时,-≤-1成立.
故a的取值集合为{1}.
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