问题 解答题
已知函数f(x)=elnx+
k
x
(其中e是自然对数的底数,k为正数)
(I)若f(x)在x=x0处取得极值,且x0是f(x)的一个零点,求k的值;
(II)若k∈[1,e],求f(x)在区间[
1
e
,1]上的最大值;
(III)设函数g(x)=f(x)-kx在区间(
1
e
,e)上是减函数,求k的取值范围.
答案

(I)由已知f'(x0)=0,即

e
x0
-
k
x02
=0,(2分)

x0=

k
e
,又f(x0)=0,即eln
k
e
+e=0
,∴k=1.(4分)

(II)f′(x)=

e
x
-
k
x2
=
e(x-
k
e
)
x2

∵1≤k≤e,∴

1
e
≤k≤1,(6分)

由此得x∈(

1
e
k
e
)时,f(x)单调递减;

x∈(

k
e
,1)时,f(x)单调递增

fmax(x)∈{f(

1
e
),f(1)}(8分)

f(

1
e
)=ek-e,f(1)=k

当ek-e>k,即

e
e-1
<k≤e时,

fmax(x)=f(

1
e
)=ek-e

当ek-e≤k,即1≤k≤

e
e-1
时,

fmax(x)=f(1)=k(10分)

(III)g′(x)=f′(x)-k=

e
x
-
k
x2
-k,

∵g(x)在(

1
e
,e)在是减函数,

∴g'(x)≤0在x∈(

1
e
,e)上恒成立

e
x
-
k
x2
-k≤0在x∈(
1
e
,e)
上恒成立,

k≥

e
x+
1
x
x∈(
1
e
,e)
上恒成立,(12分)

x+

1
x
≥2
x•
1
x
=2当且仅当x=1时等号成立.

e
x+
1
x
e
2
,∴k∈[
e
2
,+∞)
(14分)

单项选择题
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