问题 解答题
设函数f(x)=lnx,g(x)=
1
2
x2

(Ⅰ)设函数F(x)=f(x)-
1
4
g(x)
,求F(x)的单调递增区间;
(Ⅱ)设函数G(x)=
(x-1)f(x)
g(x)
,当x∈(1,t]时,都有tG(x)-xG(t)≤G(x)-G(t)成立,求实数t的最大值.
答案

(Ⅰ)函数F(x)=f(x)-

1
4
g(x)=lnx-
1
8
x2
,定义域为(0,+∞)

求导函数F′(x)=

4-x2
4x
,令F′(x)>0,结合x>0,可得0<x<2

∴F(x)的单调递增区间为(0,2);

(Ⅱ)设函数G(x)=

(x-1)f(x)
g(x)
,则tG(x)-xG(t)≤G(x)-G(t)等价于
G(x)
x-1
G(t)
t-1

f(x)
g(x)
f(t)
g(t)

h(x)=

f(x)
g(x)
,则问题等价于h(x)≤h(t)在(1,t]上恒成立,h(t)为h(x)的最大值

h(x)=

f(x)
g(x)
=
2lnx
x2

h′(x)=

2(1-2lnx)
x3
(x>0)

∴h(x)在区间(

e
,+∞)上单调递减,在区间(1,
e
)上单调递增

t≤

e

∴实数t的最大值为

e

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