已知函数f(x)=(a-
(Ⅰ)当a=1时,∃x0∈[1,e]使不等式f(x0)≤m,求实数m的取值范围; (Ⅱ)若在区间(1,+∞)上,函数f(x)的图象恒在直线y=2ax的下方,求实数a的取值范围. |
(I)当a=1时,f(x)=
x2+lnx(x>0),1 2
f′(x)=x+1 x
可知当x∈[1,e]时f(x)为增函数,
最小值为f(1)=
,1 2
要使∃x0∈[1,e]使不等式f(x0)≤m,即f(x)的最小值小于等于m,
故实数m的取值范围是[
,+∞)1 2
(2)已知函数f(x)=(a-
)x2+lnx(a∈R).1 2
若在区间(1,+∞)上,函数f(x)的图象恒在直线y=2ax的下方,
等价于对任意x∈(1,+∞),f(x)<2ax,
即(a-
)x2+lnx-2ax<0恒成立.1 2
设g(x)=(a-
)x2+lnx-2ax(x∈(1,+∞)).1 2
即g(x)的最大值小于0.g′(x)=(x-1)(2a-1-
)1 x
(1)当a≤
时,g′(x)=(x-1)(2a-1-1 2
)<0,1 x
∴g(x)=(a-
)x2+lnx-2ax(x∈(1,+∞))为减函数.1 2
∴g(1)=-a-
≤01 2
∴a≥-1 2
∴
≥a≥-1 2 1 2
(2)a≥1时,g′(x)=(x-1)(2a-1-
)>0.1 x
g(x)=(a-
)x2+lnx-2ax(x∈(1,+∞))为增函数,1 2
g(x)无最大值,即最大值可无穷大,故此时不满足条件.
(3)当
<a<1时,g(x)在(1,1 2
)上为减函数,在(1 2a-1
,+∞)上为增函数,1 2a-1
同样最大值可无穷大,不满足题意.综上.实数a的取值范围是[-
,1 2
].1 2