问题 解答题
已知函数f(x)=|ax-2|+blnx(x>0,实数a,b为常数).
(1)若a=1,f(x)在(0,+∞)上是单调增函数,求b的取值范围;
(2)若a≥2,b=1,求方程f(x)=
1
x
在(0,1]上解的个数.
答案

(1)f(x)=|x-2|+blnx=

-x+2+blnx,(0<x<2)
x-2+blnx,(x≥2)

①当0<x<2时,f(x)=-x+2+blnx,f′(x)=-1+

b
x

由条件,得-1+

b
x
≥0恒成立,即b≥x恒成立.

∴b≥2

②当x≥2时,f(x)=x-2+blnx,f'(x)=1+

b
x

由条件,得1+

b
x
≥0恒成立,即b≥-x恒成立

∴b≥-2

∵f(x)的图象在(0,+∞)不间断,

综合①,②得b的取值范围是b≥2.

(2)令g(x)=|ax-2|+lnx-

1
x
,即g(x)=
-ax+2+lnx-
1
x
,(0<x<
2
a
)
ax-2+lnx-
1
x
,(x≥
2
a
).

0<x<

2
a
时,g(x)=-ax+2+lnx-
1
x
g′(x)=-a+
1
x
+
1
x2

0<x<

2
a
,∴
1
x
a
2
,则g′(x)>-a+
a
2
+
a2
4
=
a(a-2)
4
≥0

即g'(x)>0,∴g(x)在(0,

2
a
)上是单调增函数.

x≥

2
a
时,g(x)=ax-2+lnx-
1
x
g′(x)=a+
1
x
+
1
x2
>0

∴g(x)在(

2
a
,+∞)上是单调增函数.

∵g(x)的图象在(0,+∞)上不间断,

∴g(x)在(0,+∞)上是单调增函数.

g(

2
a
)=ln
2
a
-
a
2
,而a≥2,∴ln
2
a
≤0
,则g(
2
a
)<0
.g(1)=|a-2|-1=a-3

①当a≥3时,

∵g(1)≥0

,∴g(x)=0在(0,1]上有惟一解.

即方程f(x)=

1
x
解的个数为1个.

②当2≤a<3时,

∵g(1)<0,

∴g(x)=0在(0,1]上无解.

即方程f(x)=

1
x
解的个数为0个.

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