已知函数 $f(x)=(x+1)\ln x-a(x-1)$.
【难度】
【出处】
2016年高考全国甲卷(文)
【标注】
  • 知识点
    >
    微积分初步
    >
    利用导数研究函数的性质
    >
    利用导数研究函数的切线
  • 题型
    >
    不等式
    >
    恒成立与存在性问题
  • 知识点
    >
    微积分初步
    >
    导数问题中的技巧
    >
    端点分析
  1. 当 $a=4$ 时,求曲线 $y=f(x)$ 在 $(1,f(1))$ 处的切线方程;
    标注
    • 知识点
      >
      微积分初步
      >
      利用导数研究函数的性质
      >
      利用导数研究函数的切线
    答案
    $y=-2x+2$
    解析
    当 $a=4$ 时,$f(1)=0$,函数 $f(x)$ 的导函数$$f'(x)=\ln x+\dfrac 1x-3,$$因此 $f'(1)=-2$,从而所求的切线方程为 $y=-2(x-1)$,也即 $y=-2x+2$.
  2. 若当 $x\in (1,+\infty)$ 时,$f(x)>0$,求 $a$ 的取值范围.
    标注
    • 题型
      >
      不等式
      >
      恒成立与存在性问题
    • 知识点
      >
      微积分初步
      >
      导数问题中的技巧
      >
      端点分析
    答案
    $\left(-\infty,2\right]$
    解析
    题中不等式即$$\ln x-a\cdot \dfrac{x-1}{x+1}>0,$$记左侧函数为 $g(x)$,则 $g(1)=0$,其导函数$$g'(x)=\dfrac {x^2+(2-2a)x+1}{x(x+1)^2},$$分析端点可知分界点为 $2$.
    情形一 $a\leqslant 2$.此时$$g(x)>\ln x-2\cdot \dfrac{x-1}{x+1},$$记右侧函数为 $h(x)$,则其导函数$$h'(x)=\dfrac{(x-1)^2}{x(x+1)^2},$$因此在 $(1,+\infty)$ 上 $h(x)$ 单调递增,又 $h(1)=0$,因此在 $(1,+\infty)$ 上,有 $h(x)>0$,符合题意.
    情形二 $a>2$.此时在区间 $\left(1,a-1+\sqrt{a^2-2a}\right)$ 上有 $g'(x)<0$,又 $g(1)=0$,因此在该区间内 $g(x)<0$,不符合题意.
    综上所述,$a$ 的取值范围是 $\left(-\infty,2\right]$.
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
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