问题 解答题

已知函数f(x)=lnx.

(1)求函数g(x)=f(x)-x的最大值;

(2)若∀x>0,不等式f(x)≤ax≤x2+1恒成立,求实数a的取值范围.

答案

(1)g(x)=f(x)-x=lnx-x(x>0),则g′(x)=

1
x
-1=
1-x
x

当x∈(0,1)时,g′(x)>0,则g(x)在(0,1)上单调递增;

当x∈(1,+∞)时,g′(x)<0,则g(x)在(1,+∞)上单调递减,

所以,g(x)在x=1处取得最大值,且最大值为-1.     …(3分)

(2)由条件得

a≥
lnx
x
a≤x+
1
x
在x>0上恒成立.

设h(x)=

lnx
x
,则h′(x)=
1-lnx
x2

当x∈(0,e)时,h′(x)>0;当x∈(e,+∞)时,h′(x)<0,

所以,h(x)≤

1
e

要使f(x)≤ax恒成立,必须a≥

1
e

另一方面,当x>0时,x+

1
x
≥2,要使ax≤x2+1恒成立,

必须a≤2.

所以,满足条件的a的取值范围是[

1
e
,2].            …(7分)

选择题
写作题