问题 解答题
设f(x)=lnx,g(x)=f(x)+f′(x).
(Ⅰ)求g(x)的单调区间和最小值;
(Ⅱ)讨论g(x)与g(
1
x
)
的大小关系;
(Ⅲ)求a的取值范围,使得g(a)-g(x)<
1
a
对任意x>0成立.
答案

(Ⅰ)由题设知f(x)=lnx,g(x)=lnx+

1
x

∴g'(x)=

x-1
x2
,令g′(x)=0得x=1,

当x∈(0,1)时,g′(x)<0,故(0,1)是g(x)的单调减区间.

当x∈(1,+∞)时,g′(x)>0,故(1,+∞)是g(x)的单调递增区间,

因此,x=1是g(x)的唯一值点,且为极小值点,

从而是最小值点,所以最小值为g(1)=1.

(II)g(

1
x
)=-Inx+x

h(x)=g(x)-g(

1
x
)=2lnx-x+
1
x
,则h'(x)=-
(x-1)2
x2

当x=1时,h(1)=0,即g(x)=g(

1
x
),

当x∈(0,1)∪(1,+∞)时,h′(1)=0,

因此,h(x)在(0,+∞)内单调递减,

当0<x<1时,h(x)>h(1)=0,即g(x)>g(

1
x
),

当x>1时,h(x)<h(1)=0,即g(x)<g(

1
x
).

(III)由(I)知g(x)的最小值为1,

所以,g(a)-g(x)<

1
a
,对任意x>0,成立⇔g(a)-1<
1
a

即Ina<1,从而得0<a<e.

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