问题 解答题
已知函数f(x)=ax-
b
x
-2lnx
,且f(e)=be-
a
e
-2
.(e是自然对数的底数)
(1)求a与b的关系式;
(2)若f(x)在其定义域内为单调函数,求a的取值范围.
答案

(1)由题意知,f(e)=ae-

b
e
-2=be-
a
e
-2,

∴(a-b)•(e+

1
e
)=0,∴a=b,

(2)由(1)知 f(x)=ax-

a
x
-2•lnx,f′(x)=a+
a
x2
-
2
x
=
ax2-2x+a
x2

令 h(x)=ax2-2x+a,因为f(x)在其定义域(0,+∞)内为单调函数,

∴在其定义域(0,+∞)内,h(x)≥0或h(x)≤0恒成立.

①当a=0时,h(x)=-2x,

∵x>0,∴h(x)<0,f′(x)<0,f(x)在其定义域(0,+∞)内为单调函数,

故a=0满足条件.

②当a>0时,h(x)图象是开口向上的抛物线,对称轴是x=

1
a
,h(x)的最小值是a-
1
a
,只需 a-
1
a
≥0,

∴a≥1,即a≥1时,f(x)在其定义域(0,+∞)内为单调函数,故a≥1满足条件.

③当a<0时,h(x)图象是开口向下的抛物线,对称轴是x=

1
a
∈(0,+∞),

∴在(0,+∞)内,h(x)≤0成立,

∴f(x)在其定义域(0,+∞)内为单调减函数,

∴当a<0时,满足条件.

综上可得,a的取值范围是a≥1或a≤0.

单项选择题
单项选择题