设函数f(x)=lnx,g(x)=x-
(1)求Φ(x)=g(x)+kf(x)(k<0)的单调区间; (2)若对所有的x∈[e,+∞),都有xf(x)≥ax+a成立,求a的取值范围. |
(1)函数φ(x)=x-
+klnx的定义域为(0,+∞).1 x
φ′(x)=1+
+1 x2
=k x
,x2+kx+1 x2
记函数h(x)=x2+kx+1,其判别式△=k2-4.
①当△=k2-4≤0,(k<0),即-2≤k<0时,g(x)≥0恒成立,
∴φ′(x)≥0在(0,+∞)恒成立,φ(x)在区间(0,+∞)上递增.
②当△=k2-4>0,(k<0)即k<-2时,
方程h(x)=0有两个不等的实根x1=
>0,x2=-k- k2-4 2
>0.-k+ k2-4 2
若x1<x<x2,则h(x)<0,∴φ′(x)<0,
∴φ(x)在区间(x1,x2)上递减;
若x>x2或0<x<x1,则g(x)>0,∴φ′(x)>0,
∴φ(x)在区间(0,x1)和(x2,+∞)上递增.
综上可知:当-2≤k<0时,φ(x)的递增区间为(0,+∞);
当k<-2时,φ(x)的递增区间为(0,
)和(-k- k2-4 2
,+∞),-k+ k2-4 2
递减区间为(
,-k- k2-4 2
).-k+ k2-4 2
(2)∵x≥e,∴xlnx≥ax+a⇔a≤
,xlnx x+1
令t(x)=
,x∈[e,+∞),则h′(x)=xlnx x-1
,x+lnx+1 (x+1)2
∵当x≥e时,(x+lnx+1)′=1+
>0,1 x
∴函数y=x+lnx+1在[e,+∞)上是增函数,
∴x+lnx+1≥e+lne+1=e+2>0,h′(x)>0,
∴t(x)的最小值为h(e)=
,e e+1
∴a≤
.e e+1