已知函数f(x)=alnx+1x(a>0).(Ⅰ)求函数f(x)的单调区间和极值;(Ⅱ)已知对任意的x>0,ax(2-lnx
已知函数f(x)=alnx+1x(a>0).(Ⅰ)求函数f(x)的单调区间和极值;(Ⅱ)已知对任意的x>0,ax(2-lnx)≤1恒成立,求实数a的取值范围;(Ⅲ)是否存...
已知函数f(x)=alnx+1x(a>0).(Ⅰ)求函数f(x)的单调区间和极值;(Ⅱ)已知对任意的x>0,ax(2-lnx)≤1恒成立,求实数a的取值范围;(Ⅲ)是否存在实数a使得函数f(x)在[1,e]上最小值为0?若存在,试求出a的值;若不存在,请说明理由.
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(Ⅰ)函数的定义域为(0,+∞)
求导函数可得f′(x)=
?
=
由f′(x)>0,可得x>
;由f′(x)<0,可得0<x<
∴函数f(x)的单调增区间为(
,+∞),单调减区间为(0,
)
当x=
时,函数取得极小值为f(
)=?alna+a;
(Ⅱ)已知对任意的x>0,ax(2-lnx)≤1恒成立,则
①2-lnx>0时,a≤
恒成立
令g(x)=
,
∴g′(x)=
当lnx<1时,g′(x)<0,当1<lnx<2时,g′(x)>0,
∴lnx=1时,即x=e时,函数取得最小值为g(e)=
∴a≤
②2-lnx<0时,a≥
恒成立
令g(x)=
,
∴g′(x)=
当2-lnx<0时,g′(x)>0,
∴函数在(e2,+∞)上单调增,函数无最大值,故此时a≥
不恒成立;
∴实数a的取值范围是(?∞,
];
(Ⅲ)不存在a,使得函数f(x)在[1,e]上最小值为0
由(Ⅰ)知函数f(x)的单调增区间为(
,+∞),单调减区间为(0,
)
若1≤
≤e,即
≤a≤1,则函数f(x)在[1,e]上最小值为f(
)=?alna+a=0,
∴a=e,不满足题意
若0<
求导函数可得f′(x)=
a |
x |
1 |
x2 |
ax?1 |
x2 |
由f′(x)>0,可得x>
1 |
a |
1 |
a |
∴函数f(x)的单调增区间为(
1 |
a |
1 |
a |
当x=
1 |
a |
1 |
a |
(Ⅱ)已知对任意的x>0,ax(2-lnx)≤1恒成立,则
①2-lnx>0时,a≤
1 |
x(2?lnx) |
令g(x)=
1 |
x(2?lnx) |
∴g′(x)=
lnx?1 |
[x(2?lnx)]2 |
当lnx<1时,g′(x)<0,当1<lnx<2时,g′(x)>0,
∴lnx=1时,即x=e时,函数取得最小值为g(e)=
1 |
e |
∴a≤
1 |
e |
②2-lnx<0时,a≥
1 |
x(2?lnx) |
令g(x)=
1 |
x(2?lnx) |
∴g′(x)=
lnx?1 |
[x(2?lnx)]2 |
当2-lnx<0时,g′(x)>0,
∴函数在(e2,+∞)上单调增,函数无最大值,故此时a≥
1 |
x(2?lnx) |
∴实数a的取值范围是(?∞,
1 |
e |
(Ⅲ)不存在a,使得函数f(x)在[1,e]上最小值为0
由(Ⅰ)知函数f(x)的单调增区间为(
1 |
a |
1 |
a |
若1≤
1 |
a |
1 |
e |
1 |
a |
∴a=e,不满足题意
若0<