问题 解答题
已知函数f(x)=lnx-
a
x
,g(x)=f(x)+ax-6lnx,其中a∈R
(1)当a=1时,判断f(x)的单调性;
(2)若g(x)在其定义域内为增函数,求正实数a的取值范围;
(3)设函数h(x)=x2-mx+4,当a=2时,若∃x1∈(0,1),∀x2∈[1,2],总有g(x1)≥h(x2)成立,求实数m的取值范围.
答案

(1)当a=1时,f(x)=lnx-

1
x

∴f′(x)=

1
x
+
1
x2
=
x+1
x2
,x>0.

∵x>0,∴f′(x)>0,

∴f(x)在(0,+∞)上是增函数.

(2)∵f(x)=lnx-

a
x
,g(x)=f(x)+ax-6lnx,a>0.

∴g(x)=ax-

a
x
-5lnx,x>0

∴g′(x)=a+

1
x2
-
5
x
=
ax2-5x+a
x2

若g′(x)>0,可得ax2-5x+a>0,在x>0上成立,

∴a>

5x
x2+1
=
5
x+
1
x

5
x+
1
x
5
2
1
=
5
2
(x=1时等号成立),

∴a>

5
2

(3)当a=2时,g(x)=2x-

2
x
-5lnx,

h(x)=x2-mx+4=(x-

m
2
2+4-
m2
4

∃x1∈(0,1),∀x2∈[1,2],总有g(x1)≥h(x2)成立,

∴要求g(x)的最大值,大于h(x)的最大值即可,

g′(x)=

2x2-5x+2
x2
=
(2x-1)(x-2)
x2
,令g′(x)=0,

解得x1=

1
2
,x2=2,

当0<x<

1
2
,或x>2时,g′(x)>0,g(x)为增函数;

1
2
<x<2时,g′(x)<0,g(x)为减函数;

∵x1∈(0,1),

∴g(x)在x=

1
2
处取得极大值,也是最大值,

∴g(x)max=g(

1
2
)=1-4+5ln2=5ln2-3,

∵h(x)=x2-mx+4=(x-

m
2
2+4-
m2
4

若m≤3,hmax(x)=h(2)=4-2m+4=8-2m,

∴5ln2-3≥8-2m,∴m≥

11-5ln2
2

11-5ln2
2
>3,故m不存在;

若m>3时,hmax(x)=h(1)=5-m,

∴5ln2-3≥5-m,∴m≥8-5ln2,

实数m的取值范围:m≥8-5ln2;

判断题
单项选择题