已知P(x,y)为函数y=lnx图象上一点,O为坐标原点,记直线OP的斜率f(x).
(Ⅰ)求f(x)的最大值;
(Ⅱ)令g(x)=x2-ax•f(x),试讨论函数g(x)在区间(1,ea)上零点的个数(e为自然对数的底数,e=2.71828…).
(Ⅰ)由题意知f(x)=,
∴f′(x)=
当x∈(0,e)时,f′(x)>0,f(x)在(0,e)上递增;
当x∈(e,+∞)时,f′(x)<0,f(x)在(e,+∞)上递减;
所以,f(x)的最大值为f(e)=.…(4分)
(Ⅱ)∵ea>1
∴a>0,且ea-a>0
因为g(x)=x2-ax•f(x)=g(x)=x2-alnx,
所以g′(x)=2x-==.
当x∈(0,)时,g′(x)<0,当x∈(,+∞)时,g′(x)>0,
所以g(x)在(0,)上是减函数,在(,+∞)上是增函数.
所以,当x=时,g(x)取最小值g()=(1-ln) …(7分)
下面讨论函数g(x)的零点情况.
①当(1-ln)>0,即0<a<2e时,
函数g(x)在(1,ea)上无零点;
②当(1-ln)=0,即a=2e时,=,
又<a<ea<e2a
∴<ea,则1<<ea,
而g(1)=1>0,g()=0,g(ea)>0
∴g(x)在(1,ea)上有一个零点;
③当(1-ln)<0,即a>2e时,ea>>>1,
由于g(1)=1>0,g()=(1-ln)<0,
g(ea)>e2a-alnea=e2a-a2=(ea-a)(ea+a)>0,
所以,函数g(x)在(1,ea)上有两个零点.
综上所述,g(x)在(1,ea)上,有结论:
当0<a<2e时,函数g(x)无零点;
当a=2e 时,函数g(x)有一个零点;
当a>2e时,函数g(x)有两个零点.…(10分)