问题 解答题
已知函数f(
1
x
)=
2x2+x+a
x
,其中x∈(0,1]
(Ⅰ)当a=
1
2
时,求f(x)的最小值;
(Ⅱ)在定义域内,f(x)>0恒成立,试求实数a的取值范围.
答案

由题意知

f(

1
x
)=
2x2+x+a
x
,x∈(0,1]

设t=

1
x
∈[1,+∞),可求得函数f(x)的解析式为f(x)=ax+
2
x
+1
定义域为x∈[1,+∞) 

(Ⅰ)当a=

1
2
时,f(x)=
1
2
(x+
4
x
)+1
x∈[1,+∞) 

 用定义证明f(x)的单调性如下:

设1≤x1<x2≤2,则f(x1)-f(x2)=

1
2
(x1+
4
x1
)-
1
2
x2 +
4
x2
)=
1
2
(x1-x2)(1-
4
x1x2
)

∵1≤x1<x2≤2

∴f(x1)-f(x2 )>0

故f(x)在[1,2]上单调递减.同理可证f(x)在[2,+∞)上单调递增.

∴f(x)的最小值为f(2)=3.

(Ⅱ)∵x∈[1,+∞),f(x)=ax+

2
x
+1=
ax2+x+2
x
>0
恒成立

∴等价于当x∈[1,+∞),ax2+x+2>0恒成立即可

∴a>

-x-2
x2
在x∈[1,+∞)恒成立    又
1
x
∈(0,1]

令g(x)=

-x-2
x2
=-2(
1
x
2-
1
x
=-2(
1
x
+
1
4
2+
1
8

即g(x)∈[-3,0)

∴a≥0

故a的取值范围[0,+∞).

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