问题 解答题

已知f(x)=ax-lnx(x∈(0,e]),其中e是自然常数,a∈R

(Ⅰ)当a=1时,求f(x)的单调区间和极值;

(Ⅱ)是否存在实数a,使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

(I)当a=1时,f(x)=x-lnx,

f/(x)=1-

1
x
=
x-1
x
(1分)

f/(x)=1-

1
x
=
x-1
x
≥0且x∈(0,e]得x∈[1,e)单调递增;(3分)

f/(x)=1-

1
x
=
x-1
x
<0且x∈(0,e]得x∈(0,1)单调递减;(5分)

当x=1时取到极小值1;(6分)

(II) f/(x)=

ax-1
x
(7分)

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;(9分)

②当a>0时,f′(x)=0的根为

1
a

0<

1
a
<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-ln
1
a
=3
,解得a=e2(12分)

③当

1
a
≥e时,f′(x)<0,f(x)在x∈(0,e)上单调递减f(e)<0,与题意不符;(14分)

综上所述a=e2(15分)

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