问题 解答题

设函数f(x)=alnx-x,其中a∈R,且a≠0.

(Ⅰ)当a=2时,求函数f(x)在区间[1,e]上的最小值;

(Ⅱ)求函数f(x)的单调区间.

答案

(Ⅰ)当a=2时,f(x)=2lnx-x,则f′(x)=

2
x
-1.                   

令f'(x)=0,得x=2.          

当x变化时,f(x)与f'(x)的变化情况如下表:

x1(1,2)2(2,e)e
f'(x)+0-
f(x)-1极大值2-e
即函数f(x)在(1,2)上单调递增,在(2,e)上单调递减.              

因为f(1)<f(e),

所以当x=1时,f(x)在区间[1,e]上有最小值-1.

(Ⅱ)函数f(x)=alnx-x的定义域为(0,+∞).    

求导,得f′(x)=

a
x
-1=
a-x
x
.                     

①当a<0时,由x>0,得f′(x)=

a-x
x
<0.

所以f(x)在区间(0,+∞)上单调递减;  

②当a>0时,令f'(x)=0,得x=a.                    

当x变化时,f(x)与f'(x)的变化情况如下表:

x(0,a)a(a,+∞)
f'(x)+0-
f(x)极大值
即函数f(x)在(0,a)上单调递增,在(a,+∞)上单调递减.

综上,当a<0时,函数f(x)区间(0,+∞)上单调递减;

当a>0时,函数f(x)在(0,a)上单调递增,在(a,+∞)上单调递减.

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