问题 解答题
已知函数f(x)=lnx,g(x)=
a
x
,(a∈R).
(1)当a=2时,求函数p(x)=f(x)+g(x)的单调区间;
(2)若函数h(x)=f(x)-g(x)在[1,e]上的最小值为3,求a的值;
(3)若存在x0∈[1,+∞),使得f(x0)>x02+g(x0)能成立,求a的取值范围.
答案

(1)由题意:p(x)的定义域为(0,+∞),且p/(x)=

1
x
-
2
x2
=
x-2
x2

当a=2时,∴在区间(0,2)上p′(x)<0,在(2,+∞)上p′(x)>0,故p(x)的单调增区间是(2,+∞),单调减区间是(0,2).

(2)由题意可知:h/(x)=

x+a
x2

①若a≥-1,则x+a≥0,即h′(x)≥0在[1,e]上恒成立,此时h(x)在[1,e]上为增函数,[h(x)]min=h(1)=-a=3,∴a=-3(舍去).

②若a≤-e,则x+a≤0,即h′(x)≤0在[1,e]上恒成立,此时h(x)在[1,e]上为减函数,[h(x)]min=h(e)=1-

a
e
=3,∴a=-2e

③若-e<a<-1,令h′(x)=0得x=-a,

当1<x<-a时,h′(x)<0,h(x)在(1,-a)上为减函数,

当-a<x<e时,h′(x)>0,h(x)在(-a,e)上为增函数,[h(x)]min=h(-a)=ln(-a)+1=3,∴a=-e2(舍去)综上可知:a=-2e.

(3)∵由f(x0)>x02+g(x0)∴lnx0x02+

a
x0

又x0>1∴a<x0lnx0-x03令M(x)=xlnx-x3,只需a<M(x)max再令N(x)=M/(x)=-1+lnx-3x2,,N/(x)=

1
x
-6x=
1-6x2
x

∵N′(x)在[1,+∞)上小于0,

∴N(x)在[1,+∞)上是减函数,N(x)≤N(1)=-2即M′(x)<0,

故M(x)在[1,+∞)上也是减函数,M(x)≤M(1)=-1.∴a<-1,

∴存在x0∈[1,+∞),使得f(x0)>x02+g(x0)能成立,a的取值范围是a<-1.

单项选择题
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