问题 解答题
已知函数f(x)=x-
a
x
-(a+1)lnx,a∈
R.
(Ⅰ)当a>1时,求f(x)的单调区间;
(Ⅱ)若f(x)在[1,e]上的最小值为-2,求a的值.
答案

(Ⅰ)f(x)的定义域为{x|x>0}…(1分).

求导函数可得f′(x)=1+

a
x2
-
a+1
x
=
x2+a-(a+1)x
x2
=
(x-1)(x-a)
x2
…(3分)

a>1时,令f'(x)>0,即

(x-1)(x-a)
x2
>0,∴x<1或x>a,

∴f(x)的增区间为(0,1),(a,+∞)…(4分)

令f'(x)<0,即

(x-1)(x-a)
x2
<0,∴1<x<a,

∴f(x)的减区间为(1,a)…(5分)

(Ⅱ)①当a≤1时,f'(x)≥0在[1,e]上恒成立,

∴f(x)在[1,e]恒为增函数.…(6分)

∴[f(x)]min=f(1)=1-a=-2,得a=3(舍去).…(7分)

②当1<a<e时,令f'(x)=0,得x=a或1.

当1<x<a时,f'(x)<0∴f(x)在(1,a)上为减函数;

当a<x<e时,f'(x)>0∴f(x)在(a,e)上为增函数;

∴[f(x)]min=f(a)=a-1-(a+1)lna=-2,得a=e(舍)…(10分)

③当a>e时,f'(x)≤0在[1,e]上恒成立,此时f(x)在[1,e]恒为减函数.

[f(x)]min=f(e)=e-

a
e
-(a+1)=-2,得a=e.…(12分)

综上可知a=e.…(13分)

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