已知函数 ( f(x) = frac{ln x + a}{x} )(( a ) 为常数),若曲线 ( y = f(x) ) 在点 ( (1, f(1)) ) 处的切线与直线 ( x
(1)求 ( a ) 的值;
(2)求函数 ( f(x) ) 的单调区间;
(3)若对于任意 ( x in (0, +infty) ),都有 ( f(x) leq kx ) 成立,求实数 ( k ) 的取值范围。
现在看还会做吗?直接上步骤:
(1)求导
( f'(x) = frac{1
切线斜率 ( f'(1) = 1
直线 ( x
所以 ( 1
(2)单调区间
代入 ( a=3 ),( f'(x) = frac{-2
令 ( f'(x) = 0 ) → ( ln x = -2 ) → ( x = e^{-2} )
当 ( 0 < x> 0 ),单调递增
当 ( x > e^{-2} ) 时,( ln x > -2 ),( f'(x) < 0>
(3)恒成立问题
条件化为 ( frac{ln x + 3}{x} leq kx ) 对 ( x>0 ) 恒成立
即 ( k geq frac{ln x + 3}{x^2} )(注意 ( x>0 ) 时分母正,不等号方向不变)
令 ( g(x) = frac{ln x + 3}{x^2} ),求最大值
( g'(x) = frac{1
令 ( g'(x)=0 ) → ( ln x = -frac{5}{2} ) → ( x = e^{-5/2} )
代入得 ( g(x)_{
ext{max}} = frac{-frac{5}{2} + 3}{e^{-5}} = frac{frac{1}{2}}{e^{-5}} = frac{1}{2}e^5 )
所以 ( k geq frac{1}{2}e^5 )
高频考点:
1. 导数几何意义(切线垂直)→ 斜率相乘等于 -1
2. 利用导数求单调区间 → 先求导,再令导数为零找分界点
3. 恒成立问题 → 分离参数 ( k geq g(x)_{
ext{max}} ) 或 ( k leq g(x)_{
ext{min}} )
4. 对数函数与分式结合求导 → 记牢 ( (ln x)' = frac{1}{x} ),( left( frac{u}{v} right)' = frac{u'v
现在会不会做:
如果导数基本功还在,公式没忘,这题就是套流程;要是多年没碰,大概率卡在分离参数和求最值那步。当年这题难在第三问的转化和计算,现在看依然属于中高难度压轴题。