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.
(1)g(x)=f(x)-x=lnx-x(x>0),则g′(x)=
-1=1 x
.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
在x>0上恒成立.a≥ lnx x a≤x+ 1 x
设h(x)=
,则h′(x)=lnx 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+
≥2,要使ax≤x2+1恒成立,1 x
必须a≤2.
所以,满足条件的a的取值范围是[
,2]. …(7分)1 e