问题 解答题

设函数f(x)=ax+lnx,g(x)=a2x2

(1)当a=-1时,求函数y=f(x)图象上的点到直线x-y+3=0距离的最小值;

(2)是否存在正实数a,使得不等式f(x)≤g(x)对一切正实数x都成立?若存在,求出a的取值范围;若不存在,请说明理由.

答案

(1)由f(x)=-x+lnx,得f′(x)=-1+

1
x
,令f'(x)=1,得x=
1
2

∴所求距离的最小值即为P(

1
2
,f(
1
2
))到直线x-y+3=0的距离

d=

|
1
2
-(-
1
2
-ln2)+3|
2
=
1
2
(4+ln2)
2

(2)假设存在正数a,令F(x)=f(x)-g(x)(x>0),则F(x)max≤0

F′(x)=a+

1
x
-2a2x=0得x=
1
a
x>
1
a
时,F′(x)<0,

∴F(x)为减函数;

0<x<

1
a
时,F′(x)>0,

∴F(x)为增函数

F(x)max=F(

1
a
)

ln

1
a
≤0即a≥1

所以a的取值范围是[1,+∞)

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