问题 解答题
已知函数f(x)=lnx+
1-x
ax
,其中a为大于零的常数.
(I)若函数f(x)在区间[1,+∞)内单调递增,求a的取值范围;
(II)设函数g(x)=(p-x)
e-x 
+1
,若存在x0∈[1,e],使不等式g(x0)≥lnx0成立,求实数p的取值范围.(e为自然对数的底)
答案

(I)f′(x)=

ax-1
ax2
(x>0),令f′(x)=0,得x=
1
a

所以在(0,

1
a
]上f′(x)≤0,在[
1
a
,+∞)上f′(x)≥0,

所以f(x)在(0,

1
a
]上单调递减,在[
1
a
,+∞)上单调递增,

因为函数f(x)在区间[1,+∞)内单调递增,

所以

1
a
≤1,又a>0,所以a≥1,

所以所求实数a的取值范围为[1,+∞);

(II)存在x0∈[1,e]使g(x0)≥lnx0,即存在x0∈[1,e]使p≥(lnx0-1)ex0+x0成立,

令h(x)=(lnx-1)ex+x,从而p≥hmin(x)(x∈[1,e]),

h′(x)=(

1
x
+lnx-1)ex+1,

由(I)知当a≥1且x≥1时,f(x)=lnx+

1-x
ax
≥f(1)=0成立,

所以

1
x
+lnx-1≥0在[1,e]上成立,

所以h′(x)=(

1
x
+lnx-1)ex+1≥1+1>0,

所以h(x)=(lnx-1)ex+x在[1,e]上单调递增,

所以hmin(x)=h(1)=1-e,

所以p≥1-e.

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