问题 解答题
已知函数f(x)=
lnx+a
x
(a∈R)

(Ⅰ)求f(x)的极值;
(Ⅱ)若函数f(x)的图象与函数g(x)=1的图象在区间(0,e2]上有公共点,求实数a的取值范围.
答案

(Ⅰ)f(x)的定义域为(0,+∞),f'(x)=

1-(lnx+a)
x 2

令f'(x)=0得x=e1-a

当x∈(0,e1-a)时,f'(x)>0,f(x)是增函数

当x∈(e1-a,+∞)时,f'(x)<0,f(x)是减函数

∴f(x)在x=e1-a处取得极大值,f(x)极大值=f(e1-a)=ea-1

(Ⅱ)(i)当e1-a<e2时,a>-1时,由(Ⅰ)知f(x)在(0,e1-a)上是增函数,在(e1-a,e2]上是减函数

∴f(x)max=f(e1-a)=ea-1

又当x=e-a时,f(x)=0,当x∈(0,e-a]时f(x)<0.

当x∈(e-a,e2]时,f(x)∈(0,ea-1],所以f(x)与图象g(x)=1的图象在(0,e2]上有公共点,等价于ea-1≥1

解得a≥1,又a>-1,所以a≥1

(ii)当e1-a≥e2即a≤-1时,f(x)在(0,e2]上是增函数,

∴f(x)在(0,e2]上的最大值为f(e2)=

2+a
e2

所以原问题等价于

2+a
e2
≥1,解得a≥e2-2.

又∵a≤-1,∴无解

综上实数a的取值范围是a≥1

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