已知函数f(x)=x+1x+alnx的图象上任意一点的切线中,斜率为2的切线有且仅有一条.(Ⅰ)求实数a的值;(Ⅱ)求函数g(x)=f(x)+2x的极值.

问题描述:

已知函数f(x)=x+

1
x
+alnx的图象上任意一点的切线中,斜率为2的切线有且仅有一条.
(Ⅰ)求实数a的值;
(Ⅱ)求函数g(x)=f(x)+2x的极值.

(Ⅰ)∵f(x)=x+

1
x
+alnx,
∴函数f(x)的定义域为(0,+∞),
f′(x)=1-
1
x2
+
a
x
=
x2+ax-1
x2

设函数f(x)在点(x0,y0)处的切线的斜率为2,
x
2
0
+ax0-1
x
2
0
=2

x
2
0
-ax0+1=0

欲使该方程在x∈(0,+∞)内有且仅有一根,
应满足
a>0
△=a2-4=0
,解得a=2.
(Ⅱ)g(x)=3x+
1
x
+2lnx
,其定义域为(0,+∞),
g′(x)=3-
1
x2
+
2
x
=
3x2+2x-1
x2
.g'(x)>0,解得x>
1
3

g'(x)<0,解得0<x<
1
3

所以函数g(x)的单调递增区间为(
1
3
,+∞)
,递减区间为(0,
1
3
)

所以函数有极小值g(
1
3
)=4-2ln3

答案解析:(Ⅰ)由函数f(x)的定义域为(0,+∞),f′(x)=1-
1
x2
+
a
x
=
x2+ax-1
x2
.由此利用导数性质能求出a.
(Ⅱ)g(x)=3x+
1
x
+2lnx
,其定义域为(0,+∞),g′(x)=3-
1
x2
+
2
x
=
3x2+2x-1
x2
.由此利用导数性质能求出函数g(x)=f(x)+2x的极值.
考试点:利用导数研究函数的极值
知识点:本题考查函数的极大值和极小值的求法,考查实数的取值范围的求法,是中档题,解题时要认真审题,注意导数性质的合理运用.