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×

1
x
=eax(alnx+
1
x
). …(2分)

①当a=0时,f(x)=lnx在(0,+∞)上是增函数;       …(3分)

②当a<0时,∵

lim
x→+∞
lnx=+∞,
lim
x→+∞
1
x
=0

lim
x→+∞
(alnx+
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+

1
x
则g′(x)=
a
x
-
1
x2
=
a
x2
(x-
1
a
)

若0<x<

1
a
时,g′(x)<0,x>
1
a
时,g′(x)>0

∴g(x)在x=

1
a
时取得最小值即g(x)的最小值为g(
1
a
)=-alna+a=a(1-lna).       …(8分)

(i)当0<a<e,则g(

1
a
)>0,从而f′(x)>0,f(x)在(0,+∞)上是增函数;

(ii)当a=e,则g(

1
a
)=0,其余各点处g(x)>0,从而f′(x)≥0(仅在x=
1
a
时取等号),

故f(x)在(0,+∞)上是增函数;

(iii)当a>e,则g(

1
a
)<0,从而f′(
1
a
)<0,与f(x)在(0,+∞)上递增矛盾.…(11分)

综上所述,a的取值范围是[0,e].       …(12分)

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