问题 解答题
已知函数f(x)=lnx-
a
x
+2.
(Ⅰ)讨论函数f(x)的单调区间;
(Ⅱ)若xlnx≤mx2-
1
2
在x∈[
1
e
,1]上恒成立,求m的取值范围.
答案

(Ⅰ)定义域{x|x>0}.(1分)f′(x)=

1
x
+
a
x2
=
x+a
x2

当a<0时,x∈(0,-a),f'(x)<0,f(x)单调递减,

x∈(-a,+∞),f'(x)>0,f(x)单调递增;

当a≥0时,x∈(0,+∞),f'(x)>0,f(x)单调递增.(4分)

(Ⅱ)由xlnx≤mx2-

1
2
,得
lnx
x
+
1
2x2
≤m

令已知函数g(x)=

lnx
x
+
1
2x2
.(5分)g′(x)=
1-lnx-
1
x
x2

∵当a=-1时,f(x)=lnx+

1
x
+2,

g′(x)=

1-lnx-
1
x
x2
=
3-(lnx+
1
x
+2)
x2
.(7分)

当x∈(0,1)时,f(x)单调递减,x∈(1,+∞)时,f(x)单调递增.(8分)

f(x)≥f(1)=3,即lnx+

1
x
+2≥3,

g′(x)=

3-(lnx+
1
x
+2)
x2
≤0,

∴g(x)在x∈(0,+∞)上,g'(x)≤0,g(x)单调递减,(9分)

[

1
e
,1]上,g(x)≤g(
1
e
)=-e+
e2
2
,若
lnx
x
+
1
2x2
≤m
恒成立,则m∈[-e+
e2
2
,+∞)
.(10分)

单项选择题
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