问题 解答题
已知函数f(x)=inx-a(x-1),a∈R
(Ⅰ)讨论函数f(x)的单调性;
(Ⅱ)当x≥1时,f(x)≤
inx
x+1
恒成立,求a的取值范围.
答案

(本小题满分12分)

(Ⅰ)f(x)的定义域为(0,+∞),f(x)=

1-ax
x

若a≤0,则f′(x)>0,∴f(x)在(0,+∞)上单调递增,…(2分)

若a>0,则由f′(x)=0,得x=

1
a

当x∈(0,

1
a
)时,f′(x)>0,

当x∈(

1
a
,+∞)时,f′(x)<0,

∴f(x)在(0,

1
a
)上单调递增,在(
1
a
,+∞)单调递减.

所以当a≤0时,f(x)在(0,+∞)上单调递增,

当a>0时,f(x)在(0,

1
a
)上单调递增,在(
1
a
,+∞)单调递减.…(4分)

(Ⅱ)f(x)-

lnx
x+1
=
xlnx-a(x2-1)
x+1

令g(x)=xlnx-a(x2-1),(x≥1),

g′(x)=lnx+1-2ax,令F(x)=g′(x)=lnx+1-2ax,

F(x)=

1-2ax
x
,…(6分)

①或a≤0,F′(x)>0,g′(x)在[1,+∞)递增,

g′(x)≥g′(1)=1-2a>0,

∴g(x)在[1,+∞)递增,g(x)≥g(1)=0,

从而f(x)-

lnx
x+1
≥0不符合题意.…(8分)

②若0<a<

1
2
,当x∈(1,
1
2a
),F′(x)>0,

∴g′(x)在(1,

1
2a
)递增,

从而g′(x)>g′(1)=1-2a,

∴g(x)在[1,+∞)递增,g(x)≥g(1)=0,

从而f(x)-

lnx
x+1
≥0不符合题意.…(10分)

③若a

1
2
,F′(x)≤0在[1,+∞)恒成立,

∴g′(x)在[1,+∞)递减,g′(x)≤g′(1)=1-2a≤0,

从而g9x)在[1,+∞)递减,

∴g(x)≤g(1)=0,f(x)-

lnx
x+1
≤0,

综上所述,a的取值范围是[

1
2
,+∞).…(12分)

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