已知函数 $f\left( x \right) = x - a\ln x \left(a \in {\mathbb{R}}\right)$.
【难度】
【出处】
2013年高考福建卷(理)
【标注】
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当 $a = 2$ 时,求曲线 $y = f\left( x \right)$ 在点 $A\left( {1,f\left( 1 \right)} \right)$ 处的切线方程;标注答案$x + y - 2 = 0$.解析本题考查利用导数求曲线的切线方程问题,求出切点和切点处的导数值即可.当 $a = 2$ 时,\[\begin{split}f\left(x\right) &= x - 2\ln x,\\ f'\left( x \right) &= 1 - \dfrac{2}{x}\left( {x > 0} \right),\end{split}\]因而\[\begin{split}f\left(1\right) &= 1,\\ f'\left( 1 \right) &= - 1,\end{split}\]所以曲线 $y = f\left( x \right)$ 在点 $A\left( {1,f\left( 1 \right)} \right)$ 处的切线方程为\[y - 1 = - \left( {x - 1} \right),\]即\[x + y - 2 = 0.\]
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求函数 $f\left( x \right)$ 的极值.标注答案当 $a \leqslant 0$ 时,函数 $f\left(x\right)$ 无极值;
当 $a > 0$ 时,函数 $f\left(x\right)$ 在 $x = a$ 处取得极小值 $a - a\ln a$,无极大值.解析本题考查利用导数求函数极值问题,根据导数的正负判断出函数的单调性即可.由\[f'\left( x \right) = 1 - \dfrac{a}{x} = \dfrac{x - a}{x},x > 0\]知:
① 当 $a \leqslant 0$ 时,$f'\left( x \right) > 0$,函数 $f\left(x\right)$ 为 $\left( {0, + \infty } \right)$ 上是增函数,函数 $f\left(x\right)$ 无极值.
② 当 $a > 0$ 时,由 $f'\left( x \right) = 0$,解得 $x = a$.
又当 $x \in \left( {0,a} \right)$ 时,$f'\left( x \right) < 0$,$f\left(x\right)$ 单调递减;
当 $x \in \left( {a, + \infty } \right)$ 时,$f'\left( x \right) > 0$,$f\left(x\right)$ 单调递增,
从而函数 $f\left(x\right)$ 在 $x = a$ 处取得极小值,且极小值为\[f\left( a \right) = a - a\ln a,\]无极大值.
综上,当 $a \leqslant 0$ 时,函数 $f\left(x\right)$ 无极值;
当 $a > 0$ 时,函数 $f\left(x\right)$ 在 $x = a$ 处取得极小值 $a - a\ln a$,无极大值.
题目
问题1
答案1
解析1
备注1
问题2
答案2
解析2
备注2