问题 解答题
已知函数f(x)=
1
2
(x+
a
x
),(x≠0,x∈R)在(1,+∞)
上为增函数,函数g(x)=lnx-ax,(x>0,x∈R)在(1,+∞)上为减函数.
(1)求实数a的值;
(2)求证:对于任意的x1∈[1,m](m>1),总存在x2∈[1,m],使得g(x2)+f(x1)=0.
答案

(1)f(x)=

1
2
(1-
a
x2
)≥0在(1,+∞)上恒成立,

则a≤x2在(1,+∞)上恒成立,

∴a≤1.…(3分)

g(x)=

1
x
-a≤0在(1,+∞)上恒成立,

a≥

1
x
在(1,+∞)上恒成立.

∴a≥1.…(5分)

从而为a=1…(7分)

(2)依题意可知,证明对于任意的x1∈[1,m](m>1),

总存在x2∈[1,m],使得g(x2)+f(x1)=0.

只须证:函数y=-f(x)的值域是函数y=g(x)值域的子集.

设y=-f(x)的值域为M,y=g(x)的值域为N;

由(1)可知y=-f(x)=-

1
2
(x+ 
1
x
)在[1,m]上为减函数,

g(x)=lnx-x在[1,m]上为减函数

M=[-

1
2
(m+
1
m
),-1],N=[lnm-m,-1]…(10分)

ϕ(x)=x-

1
x
-2lnx,(x>1)

则∵x>1,

ϕ′(x)=1+

1
x2
-
2
x
=
(x-1)2
x2
>0,

∴y=ϕ(x)在(1,+∞)上为增函数

∵m>1,

∴ϕ(m)>ϕ(1)=0

2lnm<m-

1
m

-

1
2
(m+
1
m
)>lnm-m…(14分)

∴M⊆N,即对于任意的x1[1,m](m>1)

总存在x2∈[1,m],使得g(x2)+f(x1)=0…(15分)

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填空题