问题 解答题
已知函数f(x)=x2+ax-lnx,a∈R
(1)若函数f(x)在[1,2]上是减函数,求实数a的取值范围;
(2)令g(x)=f(x)-x2,是否存在实数a,当x∈(0,e](e是自然常数)时,函数g(x)的最小值是3,若存在,求出a的值;若不存在,说明理由;
(3)求证:当x∈(0,e]时,e2x-
5
2
>lnx+
lnx
x
答案

(1)求导函数可得f′(x)=

2x2+ax-1
x

因为函数f(x)在[1,2]上是减函数,所以f′(x)=

2x2+ax-1
x
≤0在[1,2]上恒成立,

令h(x)=2x2+ax-1,有

h(1)≤0
h(2)≤0
a≤-1
a≤-
7
2
,∴a≤-
7
2

(2)假设存在实数a,使g(x)=ax-lnx(x∈(0,e])有最小值3,g′(x)=

ax-1
x

①当a≤0时,g(x)在(0,e]上单调递减,g(x)min=g(e)=ae-1=3,a=

4
e
(舍去),

②当0<

1
a
<e时,g(x)在(0,
1
a
)上单调递减,在(
1
a
,e]上单调递增

∴g(x)min=g(

1
a
))=1+lna=3,a=e2,满足条件.

③当

1
a
≥e时,g(x)在(0,e]上单调递减,g(x)min=g(e)=ae-1=3,a=
4
e
(舍去),

综上,存在实数a=e2,使g(x)=ax-lnx(x∈(0,e])有最小值3.

(3)证明:由(2)知当a=e2,g(x)=ax-lnx(x∈(0,e])有最小值3,即g(x)=e2x-lnx≥3

又原不等式成立只须e2x-lnx>

5
2
+
lnx
x
成立

令F(x)=

5
2
+
lnx
x
,则F′(x)=
1-lnx
x2

当0<x≤e时,F'(x)≥0,∴F(x)在(0,e]上单调递增

故F(x)max=F(e)=

1
e
+
5
2
<3

故当x∈(0,e]时,e2x-

5
2
>lnx+
lnx
x
,即原命题得证

单项选择题
单项选择题 A1/A2型题