kaoyan1basic 高等数学 第2题
📝 题目
### 【基础篇】第2题(选择题) 2.若方程 $x-\operatorname{eln} x-k=0$ 在 $(0,1]$ 上有解,则 $k$ 的最小值为( ). (A)-1 (B)$\displaystyle \frac{1}{\mathrm{e}}$ (C) 1 (D) e
💡 答案解析
**答案**:C **解析**: 步骤1:方程化为$x-\mathrm{e}\ln x=k$,设$g(x)=x-\mathrm{e}\ln x$,$x\in(0,1]$。 步骤2:$\displaystyle g'(x)=1-\frac{\mathrm{e}}{x}$,令$g'(x)=0$得$x=\mathrm{e}\notin(0,1]$,在$(0,1]$上$g'(x)<0$,$g(x)$单调递减。 步骤3:$g(1)=1$,$\lim_{x\to0^+}g(x)=+\infty$,故$k$的最小值为$g(1)=1$。 **难度**:★★☆☆☆
📋 详细解题步骤
步骤 1/4
目标:将方程转化为函数形式
将原方程 $x - e\ln x - k = 0$ 改写为 $x - e\ln x = k$,并设函数 $g(x) = x - e\ln x$,定义域为 $(0,1]$。
公式:$g(x) = x - e\ln x$
提示:分离参数 $k$,将方程有解问题转化为函数值域问题。
步骤 2/4
目标:求导判断单调性
对 $g(x)$ 求导得 $g'(x) = 1 - \frac{e}{x}$。令 $g'(x)=0$ 得 $x=e$,但 $e \notin (0,1]$,在 $(0,1]$ 上 $g'(x) < 0$,因此 $g(x)$ 在 $(0,1]$ 上单调递减。
公式:$g'(x) = 1 - \frac{e}{x}$
提示:注意定义域,判断导数符号时只需考虑区间 $(0,1]$。
步骤 3/4
目标:求函数值域
计算端点值:$g(1) = 1 - e\ln 1 = 1$;当 $x \to 0^+$ 时,$\ln x \to -\infty$,故 $g(x) \to +\infty$。因此 $g(x)$ 的值域为 $[1, +\infty)$。
公式:$g(1)=1$,$\lim_{x\to 0^+} g(x) = +\infty$
提示:极限分析:$x\to 0^+$ 时 $e\ln x$ 负无穷大,$x$ 趋于0,整体趋于正无穷。
步骤 4/4
目标:确定k的最小值
方程有解等价于 $k$ 属于 $g(x)$ 的值域,即 $k \geq 1$,故 $k$ 的最小值为 $1$。
公式:$k_{\min} = 1$
提示:最小值对应函数在区间右端点的值。
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