问题 解答题
已知函数f(x)=
lnx
a
-x

(I)若曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线与X轴平行,求函数f(x)的单调区间;
(II)若对一切正数x,都有f(x)≤-1恒成立,求a的取值集合.
答案

(Ⅰ)∵f′(x)=

1
ax
-1,

∴曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线斜率为k=f′(1)=

1
a
-1,

依题意

1
a
-1=0,解得a=1,

∴f(x)=lnx-x,f′(x)=

1
x
-1,

当0<x<1时,f′(x)>0,函数f(x)单调递增;当x>1时,f′(x)<0,函数f(x) 单调递减;

所以函数f(x)的单调增区间为(0,1),减区间为(1,+∞);      

(Ⅱ)若a<0,因为此时对一切x∈(0,1),都有

lnx
a
>0,x-1<0,所以
lnx
a
>x-1,与题意矛盾,

又a≠0,故a>0,由f′(x)=

1
ax
-1,令f′(x)=0,得x=
1
a

当0<x<

1
a
时,f′(x)>0,函数f(x)单调递增;当x>
1
a
时,f′(x)<0,函数f(x) 单调递减;

所以f(x)在x=

1
a
处取得最大值
1
a
ln
1
a
-
1
a

故对∀x∈R+,f(x)≤-1恒成立,当且仅当对∀a∈R+

1
a
ln
1
a
-
1
a
≤-1恒成立.

1
a
=t,g(t)=tlnt-t,t>0.则g′(t)=lnt,

当0<t<1时,g′(t)<0,函数g(t)单调递减;当t>1时,g′(t)>0,函数g(t)单调递增;

所以g(t)在t=1处取得最小值-1,

因此,当且仅当

1
a
=1,即a=1时,
1
a
ln
1
a
-
1
a
≤-1成立.

故a的取值集合为{1}.

判断题
单项选择题