已知函数f(x)=ax-(2a-1)lnx+b(1)若f(x)在x=1处的切线方程为y=x,求实数a,b的值;(2)当a>12时,研究f(x)的单调性;(3)当a=1时,f(x)在区间(1e,e)上恰有一个零点,求实数b的取值范围.

问题描述:

已知函数f(x)=ax-(2a-1)lnx+b
(1)若f(x)在x=1处的切线方程为y=x,求实数a,b的值;
(2)当a>

1
2
时,研究f(x)的单调性;
(3)当a=1时,f(x)在区间(
1
e
,e)上恰有一个零点,求实数b的取值范围.

(1)∵f′(x)=a-

2a−1
x

∴k=f′(1)=a-2a+1=1,解得:a=0,
∵f(1)=ln1+b=1,解得:b=1,
∴a=0,b=1;
(2)∵f′(x)=
ax−(2a−1)
x
,且a>
1
2

令f′x)>0,解得:x>2-
1
a

令f′x)<0,解得:0<x<2-
1
a

∴f(x)在(0,2-
1
a
)递减,在(2-
1
a
,+∞)递增;
(3)a=1时,f(x)=x-lnx+b,
∴f′(x)=1-
1
x

令f′(x)>0,解得:x>1,
令f′(x)<0,解得:0<x<1,
∴f(x)在(
1
e
,1)递减,在(1,e)递增,
若f(x)在区间(
1
e
,e)上恰有一个零点,
f(
1
e
)>0
f(e)<0
,或
f(
1
e
)<0
f(e)>0
,或f(1)=0,
解得:1-e<b<1-
1
e

∴实数b的取值范围是(1-e,1-
1
e
).
答案解析:(1)由f′(x)=a-
2a−1
x
,得k=f′(1)=a-2a+1=1,解得:a=0,由f(1)=ln1+b=1,解得:b=1,
(2)由f′(x)=
ax−(2a−1)
x
,且a>
1
2
,令f′x)>0,解得:x>2-
1
a
,令f′x)<0,解得:0<x<2-
1
a
,从而f(x)在(0,2-
1
a
)递减,在(2-
1
a
,+∞)递增;
(3)a=1时,f(x)=x-lnx+b,得f′(x)=1-
1
x
,从而f(x)在(
1
e
,1)递减,在(1,e)递增,由f(x)在区间(
1
e
,e)上恰有一个零点,得不等式组,解出即可.
考试点:利用导数研究函数的单调性;利用导数研究曲线上某点切线方程.
知识点:本题考察了函数的单调性,函数的最值问题,导数的应用,是一道综合题.