问题 解答题
已知函数f(x)=
lnx
x

(I)判断函数f(x)的单调性;
(Ⅱ)若y=xf(x)+
1
x
的图象总在直线y=a的上方,求实数a的取值范围;
(Ⅲ)若函数f(x)与g(x)=
1
6
x-
m
x
+
2
3
的图象有公共点,且在公共点处的切线相同,求实数m的值.
答案

(Ⅰ)可得f(x)=

1-lnx
x2

当0<x<e时,f′(x)>0,f(x)为增函数;当e<x时,f′(x)<0,f(x)为减函数.

(Ⅱ)依题意,转化为不等式a<lnx+

1
x
对于x>0恒成立

令g(x)=lnx+

1
x
,则g'(x)=
1
x
-
1
x2
=
1
x
(1-
1
x
)

当x>1时,因为g'(x)=

1
x
(1-
1
x
)>0,g(x)是(1,+∞)上的增函数,

当x∈(0,1)时,g′(x)<0,g(x)是(0,1)上的减函数,

所以g(x)的最小值是g(1)=1,

从而a的取值范围是(-∞,1).

(Ⅲ)转化为lnx=

1
6
x2+
2
3
x-m,y=lnx与y=
1
6
x2+
2
3
x-m
在公共点(x0,y0)处的切线相同

由题意知

lnx0=
1
6
x20
+
2
3
x0-m
1
x0
=
1
3
x0+
2
3

∴解得:x0=1,或x0=-3(舍去),代入第一式,即有m=

5
6

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