问题 解答题
已知函数f(x)=
ex-a
x
,g(x)=alnx+a.
(1)a=1时,求F(x)=f(x)-g(x)的单调区间;
(2)若x>1时,函数y=f(x)的图象总在函数y=g(x)的图象的上方,求实数a的取值范围.
答案

(1)a=1时,F(x)=

ex-1
x
-lnx-1(x>0),

F′(x)=

xex-(ex-1)
x2
-
1
x
=
(x-1)(ex-1)
x2
…(3分)

令F'(x)≥0有:x≤0(舍去)或x≥1;令F'(x)≤0有0≤x≤1…(5分)

故F(x)的单增区间为[1,+∞);单减区间为(0,1].…(6分)

(2)构造F(x)=f(x)-g(x)(x>1),即F(x)=

ex-a
x
-alnx-a(x>1)

F′(x)=

(x-1)(ex-a)
x2

①当a≤e时,ex-a>0成立,则x>1时,F'(x)>0,即F(x)在(1,+∞)上单增,…(7分)

令F(1)=e-a-a≥0,∴a≤

1
2
e,故a≤
1
2
e
…(8分)

②a>e时,F'(x)=0有x=1或x=lna>1

令F'(x)≥0有x≤1或x≥lna;令F'(x)≤0有1≤x≤lna…(9分)

即F(x)在(1,lna]上单减;在[lna,+∞)上单增…(10分)

故F(x)min=F(lna)=-aln(lna)-a>0,∴a<e

1
e
,舍去…(11分)

综上所述,实数a的取值范围a≤

1
2
e…(12分)

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