问题 解答题

已知函数f(x)=ln x-ax   (a∈R,a>0).

(1)求函数f(x)的单调区间;

(2)求函数f(x)在[1,2]上的最小值.

答案

解   (1)函数f(x)的定义域 为(0,+∞).

f′(x)=

1
x
-a=
1-ax
x
                                          (2分)

因为a>0,令f′(x)=

1
x
-a=0,可得x=
1
a

当0<x<

1
a
时,f′(x)=
1-ax
x
>0;当x>
1
a
时,f′(x)=
1-ax
x
<0,

故函数f(x)的单调递增区间为(0,

1
a
),单调递减区间为(
1
a
,+∞).(4分)

(2)①当0<

1
a
≤1,即a≥1时,函数f(x)在区间[1,2]上是减函数,

∴f(x)的最小值是f(2)=ln2-2a.(6分)

②当

1
a
≥2,即0<a≤
1
2
时,函数f(x)在区间[1,2]上是增函数,

∴f(x)的最小值是f(1)=-a.(8分)

③当1<

1
a
<2,即
1
2
<a<1时,函数f(x)在(1,
1
a
)上是增函数,在(
1
a
,2)上是减函数.

又∵f(2)-f(1)=ln2-a,

∴当

1
2
<a<ln 2时,f(x)的最小值是f(1)=-a;

当ln2≤a<1时,f(x)的最小值为f(2)=ln2-2a.(10分)

综上可知,当0<a<ln 2时,函数f(x)的最小值是f(x)min=-a;

当a≥ln2时,函数f(x)的最小值是f(x)min=ln2-2a.(12分)

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