问题 解答题
已知函数f(x)=a(x-
1
x
)-2lnx.(a∈R)
(Ⅰ)曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程是2x-y+b=0,求a,b的值;
(Ⅱ)若不等式f(x)≥0在[1,+∞)恒成立,求实数a的取值范围.
答案

(Ⅰ)函数f(x)的定义域是{x|x>0}.f′(x)=a(1+

1
x2
)-
2
x
,∵f(1)=0,∴切点为(1,0),带入切线方程2x-y+b=0得出b=-2

又f′(1)=2a-2=2,解得a=2

(Ⅱ)f′(x)=a(1+

1
x2
)-
2
x
,(x≥1)

(1)当a≤0时,f′(x)<0,此时函数f(x)单调递减,又f(1)=0,所以f(x)≤0,其与条件f(x)≥0在[1,+∞)恒成立矛盾,故舍去.

 (2)当0<a<1时,f'(x)=a(1+

1
x2
)-
2
x
=
ax2-2x+a
x2
在[1,
1
a
)上满足f'(x)<0,此时函数f(x)单调递减,又f(1)=0,所以f(x)≤0,其与条件f(x)≥0在[1,+∞)恒成立矛盾,故舍去.

(3)当a≥1时,a(1+

1
x2
)≥1+
1
x2
2
x
,f'(x)≥0,此时函数f(x)单调递增,又f(1)=0,所以f(x)≥0.

故实数a的取值范围是a≥1.…(12分)

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