问题 解答题
已知函数g(x)=
1
x
+lnx
f(x)=mx-
m-1
x
-lnx(m∈R)

(Ⅰ)若y=f(x)-g(x)在[1,+∞)上为单调函数,求m的取值范围;
(Ⅱ)设h(x)=
2e
x
,若在[1,e]上至少存在一个x0,使得f(x0)-g(x0)>h(x0)成立,求m的取值范围.
答案

(Ⅰ)y=f(x)-g(x)=mx-

m
x
-2lnx,y′=
mx2-2x+m
x2

由于y=f(x)-g(x)在其定义域内为单调函数,则mx2-2x+m≥0或者mx2-2x+m≤0在[1,+∞)上恒成立,

即m

2x
x2+1
或者m
2x
x2+1
在[1,+∞)上恒成立,

而0<

2x
x2+1
=
2
x+
1
x
≤1,故m≥1或者m≤0,

综上,m的取值范围是(-∞,0]∪[1,+∞).

(Ⅱ)构造函数F(x)=f(x)-g(x)-h(x),F(x)=mx-

m
x
-2lnx-
2e
x

①当m≤0时,由x∈[1,e]得,mx-

m
x
≤0,-2lnx-
2e
x
<0,

所以在[1,e]上不存在一个x0,使得f(x0)-g(x0)>h(x0);            

②当m>0时,F′(x)=m+

m
x2
-
2
x
+
2e
x2
=
mx2-2x+m+2e
x2

因为x∈[1,e],所以2e-2x≥0,mx2+m>0,所以F′(x)>0在[1,+∞)上恒成立,故F(x)在x∈[1,e]上单调递增,

F(x)max=me-

m
e
-4,只要me-
m
e
-4>0,解得m>
4e
e2-1

故m的取值范围是(

4e
e2-1
,+∞).

单项选择题
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