问题 解答题
已知函数f(x)=ax+
1
x
(a>0)

(1)当a=1时,利用函数单调性的定义证明函数f(x)在(0,1]内是单调减函数;
(2)当x∈(0,+∞)时f(x)≥1恒成立,求实数a的取值范围.
答案

(1)任意取x1,x2∈(0,1]且x1<x2

f(x1)-f(x2)=(x1+

1
x1
)-(x2+
1
x2
)=(x1-x2)(1-
1
x1x2
)=(x1-x2)
x1x2-1
x1x2

因为x1<x2,所以x1-x2<0

0<x1x2<1,所以x1x2-1<0

所以f(x1)-f(x2)>0,

即f(x1)>f(x2),

所以f(x)在( 0,1]上是单调减函数.

(2)∵x∈(0,+∞),f(x)=ax+

1
x
ax2+1
x
≥1恒成立,

等价于当x∈(0,+∞)时ax2-x+1≥0恒成立即可,

∴a≥

x-1
x2
在x∈(0,+∞)恒成立 又
1
x
∈(0,+∞),

令g(x)=

x-1
x2
=-(
1
x
2+
1
x
=-(
1
x
-
1
2
2+
1
4
1
4

∴a≥

1
4

故a的取值范围[

1
4
,+∞).

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