问题 解答题
已知函数f(x)=axlnx,g(x)=-
1
2
x2+(a+1)x
,其中a∈R.
(1)令h(x)=
f(x)
x
-g(x)
,试讨论函数f(x)的单调区间;
(2)若对任意的e<x1x2e2,总有f(x1)-f(x2)<g(x1)-g(x2)成立,试求实数a的取值范围.(其中e是自然对数的底数)
答案

(1)∵h(x)=alnx+

1
2
x2-(a+1)x,(x>0).

h′(x)=

a
x
+x-(a+1)=
x2-(a+1)x+a
x
=
(x-1)(x-a)
x

①当a≤0时,f(x)的递减区间为(0,1),递增区间为(1,+∞);

②当0<a<1时,f(x)的递增区间为(0,a),(1,+∞),递减区间为(a,1);

③当a=1时,f(x)的递增区间为(0,+∞);

④当a>1时,f(x)的递增区间为(0,1),(a,+∞),递减区间为(1,a).

(2)对任意的e<x1x2e2,总有f(x1)-f(x2)<g(x1)-g(x2)成立,

即f(x1)-g(x1)<f(x2)-g(x2

F(x)=f(x)-g(x)=axlnx+

1
2
x2-(a+1)x,

由题意得y=F(x)在区间(e,e2)上为增函数.

∴F'(x)=alnx+x-1≥0,对x∈(e,e2)恒成立,

所以a≥

1-x
lnx
对x∈(e,e2)恒成立,

ϕ(x)=

1-x
lnx

ϕ′(x)=

-lnx-
1-x
x
(lnx)2
=
-xlnx+x-1
x(lnx)2
=
x(1-lnx)-1
x(lnx)2
<0,

所以ϕ(x)在区间(e,e2)上单调递减,

所以ϕ(x)<ϕ(e)=1-e,

所以a≥1-e. 

所以a≥1-e. …(10分)

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