问题 解答题

已知函数f(x)=ax-lnx

(I)当a=1时,求f(x)的最小值;

(Ⅱ)当a>0时,求f(x)在[1,e]上的最大值与最小值.

答案

(I)当a=1时,f(x)=x-lnx(x>0),

f(x)=1-

1
x
=
x-1
x

当x∈(0,1)时,f′(x)<0,f(x)单调递减.

当x∈(1,+∞)时,f′(x)>0,f(x)单调递增.

所以当x=1时f(x)取得极小值,也是最小值为f(1)=1.

(II)由f(x)=ax-lnx(x>0).

f(x)=a-

1
x
=
ax-1
x

由f′(x)>0,得x>

1
a
,由f′(x)<0,得0<x<
1
a

所以f(x)在(0,

1
a
)上为减函数,在(
1
a
,+∞)
上为增函数.

0<a≤

1
e
时,fmin=f(e)=ae-1,
fmax
=f(1)=a

1
e
<a≤
1
e-1
时,fmin=f(
1
a
)=1+lna
fmax
=f(1)=a

1
e-1
<a<1时,fmin=f(
1
a
)=1+lna
fmax
=f(e)=ae-1

当a≥1时,fmin=f(1)=a,

fmax
=f(e)=ae-1.

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