已知f(x)=ax-1nx,x∈(0,e],g(x)=
(Ⅰ)当a=1时,研究f(x)的单调性与极值; (Ⅱ)在(Ⅰ)的条件下,求证:f(x)>g(x)+
(Ⅲ)是否存在实数a,使f(x)的最小值是3?若存在,求出a的值;若不存在,说明理由. |
(Ⅰ)f(x)=x-lnx,f′(x)=
…(1分)x-1 x
∴当0<x<1时,f′(x)<0,此时f(x)单调递减
当1<x<e时,f′(x)>0,此时f(x)单调递增 …(3分)
∴f(x)的极小值为f(1)=1 …(4分)
(Ⅱ)证明:∵f(x)的极小值为1,即f(x)在(0,e]上的最小值为1,
∴f(x)>0,f(x)min=1…(5分)
令h(x)=g(x))+
=1 2
+lnx x
,h′(x)=1 2
,…(6分)1-lnx x2
当0<x<e时,h′(x)>0,h(x)在(0,e]上单调递增 …(7分)
∴h(x)max=h(e)=
+1 e
<1 2
+1 2
=1=|f(x)|min …(9分)1 2
∴在(1)的条件下,f(x)>g(x)+
;…(10分)1 2
(Ⅲ)假设存在实数a,使f(x)的最小值是3,f′(x)=ax-1 x
①当a≤0时,x∈(0,e],所以f′(x)<0,所以f(x)在(0,e]上单调递减,f(x)min=f(e)=ae-1=3,∴a=
(舍去),所以,此时f(x)无最小值.…(12分)4 e
②当0<
<e时,f(x)在(0,1 a
)上单调递减,在(1 a
,e]上单调递增,f(x)min=f(1 a
)=1+lna=3,∴a=e2,满足条件.…(14分)1 a
③当
≥e时,x∈(0,e],所以f′(x)<0,1 a
所以f(x)在(0,e]上单调递减,f(x)min=f(e)=ae-1=3,∴a=
(舍去),4 e
所以,此时f(x)无最小值.…(15分)
综上,存在实数a=e2,使f(x)的最小值是3.…(16分)