问题 解答题
已知函数f(x)=lnx+
2a
x
, a∈R

(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+

2a
x
,∴f′(x)=
1
x
-
2a
x2

∵f(x)在[2,+∞)上是增函数,

f′(x)=

1
x
-
2a
x2
≥0在[2,+∞)上恒成立,即a≤
x
2
在[2,+∞)上恒成立.

g(x)=

x
2
,则a≤[g(x)]min,x∈[2,+∞).

g(x)=

x
2
在[2,+∞)上是增函数,∴[g(x)]min=g(2)=1.

∴a≤1.

所以实数a的取值范围为(-∞,1].

(2)由(1)得f′(x)=

x-2a
x2
,x∈[1,e].

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=

3
2
(舍去).

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=

e2
2
(舍去).

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+

2a
e
=3,所以a=e.

综上所述,a=e.

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