问题 解答题
已知函数f(x)=
2
x
+alnx-2(a>0)

(Ⅰ)若曲线y=f(x)在点P(1,f(1))处的切线与直线y=x+2垂直,求函数y=f(x)的单调区间;
(Ⅱ)若对于∀x∈(0,+∞)都有f(x)>2(a-1)成立,试求a的取值范围;
(Ⅲ)记g(x)=f(x)+x-b(b∈R).当a=1时,函数g(x)在区间[e-1,e]上有两个零点,求实数b的取值范围.
答案

(Ⅰ)直线y=x+2的斜率为1,函数f(x)的定义域为(0,+∞),

因为f′(x)=-

2
x2
+
a
x
,所以,f′(1)=-
2
12
+
a
1
=-1
,所以,a=1.

所以,f(x)=

2
x
+lnx-2,f′(x)=
x-2
x2
. 由f'(x)>0解得x>2;由f'(x)<0,解得 0<x<2.

所以f(x)的单调增区间是(2,+∞),单调减区间是(0,2).

(Ⅱ)  f′(x)=-

2
x2
+
a
x
=
ax-2
x2
,由f'(x)>0解得 x>
2
a
; 由f'(x)<0解得 0<x<
2
a

所以,f(x)在区间(

2
a
,+∞)上单调递增,在区间(0,
2
a
)
上单调递减.

所以,当x=

2
a
时,函数f(x)取得最小值,ymin=f(
2
a
)
.因为对于∀x∈(0,+∞)都有f(x)>2(a-1)成立,

所以,f(

2
a
)>2(a-1)即可. 则
2
2
a
+aln
2
a
-2>2(a-1)
. 由aln
2
a
>a
解得 0<a<
2
e

所以,a的取值范围是  (0,

2
e
).

(Ⅲ) 依题得 g(x)=

2
x
+lnx+x-2-b,则 g′(x)=
x2+x-2
x2

由g'(x)>0解得  x>1;   由g'(x)<0解得  0<x<1.

所以函数g(x)在区间(0,1)为减函数,在区间(1,+∞)为增函数.

又因为函数g(x)在区间[e-1,e]上有两个零点,所以

g(e-1)≥0
g(e)≥0
g(1)<0

解得 1<b≤

2
e
+e-1.   所以,b的取值范围是(1,
2
e
+e-1]

单项选择题