问题
解答题
已知函数f(x)=eaxlnx在定义域内是增函数,求实数a的取值范围.
答案
函数的定义域为(0,+∞).f′(x)=aeaxlnx+eax×
=eax(alnx+1 x
). …(2分)1 x
①当a=0时,f(x)=lnx在(0,+∞)上是增函数; …(3分)
②当a<0时,∵
lnx=+∞,lim x→+∞ lim x→+∞
=0,1 x
∴
(alnx+lim x→+∞
)=-∞,1 x
又∵eax>0,∴当x→+∞时,f′(x)<0,
与f(x)在(0,+∞)上递增矛盾;…(5分)
③当a>0时,设g(x)=alnx+
则g′(x)=1 x
-a x
=1 x2
(x-a x2
).1 a
若0<x<
时,g′(x)<0,x>1 a
时,g′(x)>01 a
∴g(x)在x=
时取得最小值即g(x)的最小值为g(1 a
)=-alna+a=a(1-lna). …(8分)1 a
(i)当0<a<e,则g(
)>0,从而f′(x)>0,f(x)在(0,+∞)上是增函数;1 a
(ii)当a=e,则g(
)=0,其余各点处g(x)>0,从而f′(x)≥0(仅在x=1 a
时取等号),1 a
故f(x)在(0,+∞)上是增函数;
(iii)当a>e,则g(
)<0,从而f′(1 a
)<0,与f(x)在(0,+∞)上递增矛盾.…(11分)1 a
综上所述,a的取值范围是[0,e]. …(12分)