问题
解答题
已知函数f(x)=lnx+
(1)若函数f(x)在[2,+∞)上是增函数,求实数a的取值范围; (2)若函数f(x)在[1,e]上的最小值为3,求实数a的值. |
答案
(1)∵f(x)=lnx+
,∴f′(x)=2a x
-1 x
.2a x2
∵f(x)在[2,+∞)上是增函数,
∴f′(x)=
-1 x
≥0在[2,+∞)上恒成立,即a≤2a x2
在[2,+∞)上恒成立.x 2
令g(x)=
,则a≤[g(x)]min,x∈[2,+∞).x 2
∵g(x)=
在[2,+∞)上是增函数,∴[g(x)]min=g(2)=1.x 2
∴a≤1.
所以实数a的取值范围为(-∞,1].
(2)由(1)得f′(x)=
,x∈[1,e].x-2a x2
①若2a<1,则x-2a>0,即f'(x)>0在[1,e]上恒成立,此时f(x)在[1,e]上是增函数.
所以[f(x)]min=f(1)=2a=3,解得a=
(舍去).3 2
②若1≤2a≤e,令f'(x)=0,得x=2a.
当1<x<2a时,f'(x)<0,所以f(x)在(1,2a)上是减函数,
当2a<x<e时,f'(x)>0,所以f(x)在(2a,e)上是增函数.
所以[f(x)]min=f(2a)=ln(2a)+1=3,解得a=
(舍去).e2 2
③若2a>e,则x-2a<0,即f'(x)<0在[1,e]上恒成立,此时f(x)在[1,e]上是减函数.
所以[f(x)]min=f(e)=1+
=3,所以a=e.2a e
综上所述,a=e.