问题 解答题

已知函数f(x)=ax-1-lnx,a∈R.

(Ⅰ)讨论函数f(x)的单调区间;

(Ⅱ)若函数f(x)在x=1处取得极值,对∀x∈(0,+∞),f(x)≥bx-2恒成立,求实数b的取值范围.

答案

(Ⅰ)在区间(0,+∞)上,f′(x)=a-

1
x
=
ax-1
x
.…(1分)

①若a≤0,则f′(x)<0,f(x)是区间(0,+∞)上的减函数;     …(3分)

②若a>0,令f(x)=0得x=

1
a

在区间(0,

1
a
)上,f(x)<0,函数f(x)是减函数;

在区间(

1
a
,+∞)上,f(x)>0,函数f(x)是增函数;

综上所述,①当a≤0时,f(x)的递减区间是(0,+∞),无递增区间;

②当a>0时,f(x)的递增区间是(

1
a
,+∞),递减区间是(0,
1
a
)
.…(6分)

(II)因为函数f(x)在x=1处取得极值,所以f(1)=0

解得a=1,经检验满足题意.…(7分)

由已知f(x)≥bx-2,则

x-1-lnx
x
≥b       …(8分)

g(x)=

x-1-lnx
x
=1-
1
x
-
lnx
x
,则g(x)=-
1
x2
-
1-lnx
x2
=
lnx-2
x
      …(10分)

易得g(x)在(0,e2]上递减,在[e2,+∞)上递增,…(12分)

所以g(x)min=g(e2)=1-

1
e2
,即b≤1-
1
e2
.                   …(13分)

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