问题 解答题
已知函数f(x)=ax2+x-xlnx(a>0).
(1)若函数满足f(1)=2,且在定义域内f(x)≥bx2+2x恒成立,求实数b的取值范围;
(2)若函数f(x)在定义域上是单调函数,求实数a的取值范围;
(3)当
1
e
<x<y<1
时,试比较
y
x
1+lny
1+lnx
的大小.
答案

(1)由f(1)=2,得a=1,又x>0,

∴x2+x-xlnx)≥bx2+2x恒成立⇔1-

1
x
-
lnx
x
≥b,…(1分)

令g(x)=1-

1
x
-
lnx
x
,可得g(x)在(0,1]上递减,

在[1,∞)上递增,所以g(x)min=g(1)=0,

即b≤0…(3分)

(2)f′(x)=2ax-lnx,(x>0),

令f′(x)≥0得:2a≥

lnx
x
,设h(x)=
lnx
x
,当x=e时,h(x)max=
1
e

∴当a≥

1
2e
时,函数f(x)在(0,+∞)单调递增…(5分)

若0<a<

1
2e
,g(x)=2ax-lnx,(x>0),g′(x)=2a-
1
x

g′(x)=0,x=

1
2a
,x∈(0,
1
2a
),g′(x)<0,x∈(
1
2a
,+∞),g′(x)>0,

∴x=

1
2a
时取得极小值,即最小值.

而当0<a<

1
2e
时,g(
1
2a
)=1-ln
1
2a
<0,

f′(x)=0必有根,f(x)必有极值,在定义域上不单调…(8分)

∴a≥

1
2e
…(9分)

(3)由(I)知g(x)=1-

1+lnx
x
在(0,1)上单调递减,

1
e
<x<y<1时,g(x)>g(y)即
1+lnx
x
1+lny
y
…(10分)

1
e
<x<y<1时,-1<lnx<0,

∴1+lnx>0,

y
x
1+lny
1+lnx
…(12分)

解答题
单项选择题