问题
解答题
已知,f(x)=ax-lnx,g(x)=
(1)当a=1时,讨论f(x)的单调性、极值; (2)当a=-1时,求证:g(x2)-f(x1)<2x1+
(3)是否存在实数a,使x∈(0,e]时,f(x)的最小值是3,若存在,求出a的值;若不存在,说明理由. |
答案
(1)a=1时,f(x)=x-lnx,f′(x)=
(x>0),x>1时,f'(x)>0,x<0时,f'(x)<0,x-1 x
所以f(x)在(0,1)上单调递减,(1,+∞)上单调递增,f(x)有极小值f(1)=1
(2)a=-1时,g(x)=
=1+x+lnx x
,g′(x)=lnx x
,设h(x)=f(x)+2x+1-lnx x2
,1 2
则h(x)=x-lnx+
,由(1)知h(x)的最小值为1 2
.3 2
又因为g(x)在(0,e)上单调递增,(e,+∞)单调递减,
所以g(x)最大值为g(e)=1+
<1 e
=h(x)min,3 2
所以g(x2)<h(x1)(x1,x2∈(0,+∞)
从而:g(x2)-f(x1)<2x1+
,∀x1,x2∈(0,+∞)成立1 2
(3)f/(x)=ax-1 x
①当a≤0时,f′(x)<0,f(x)在x∈(0,e)上单调递减f(e)<0,与题意不符;
②当a>0时,f′(x)=0的根为 1 a
当 0<
<e时,f(x)在x∈(0,1 a
)上单调递减,在(1 a
,e)上单调递增f(x)min=f(1 a
)=1-ln1 a
=3,解得a=e21 a
③当
≥e时,f′(x)<0,f(x)在x∈(0,e)上单调递减f(e)<0,与题意不符;1 a
综上所述a=e2时,使x∈(0,e]时,f(x)的最小值是3