问题 解答题
已知函数g(x)=ax-2lnx
(I)若a>0,求函数g(x)的最小值
(Ⅱ)若函数f(x)=g(x)-
a
x
在其定义域内为单调函数,求实数a的取值范围.
答案

(I)求导函数,可得g′(x)=

ax-2
x

∵a>0

∴x∈(0,

2
a
)时,g′(x)<0;x∈(
2
a
,+∞),g′(x)>0

∴函数的单调递减区间为(0,

2
a
),单调递增区间为(
2
a
,+∞),

∴函数在x=

2
a
时,取得极小值,即为最小值,最小值为g(
2
a
)=2-2ln
2
a

(II)函数f(x)的定义域为(0,+∞),求导函数,可得f′(x)=

ax2-2x+a
x2

①若f′(x)≥0,则ax2-2x+a≥0在(0,+∞)上恒成立,即a≥

2x
x2+2
=
2
x+
1
x
在(0,+∞)上恒成立,∵
2
x+
1
x
≤1
,∴a≥1,此时函数在(0,+∞)上单调递增;

②若f′(x)≤0,则ax2-2x+a≤0在(0,+∞)上恒成立,即a<

2x
x2+2
=
2
x+
1
x
在(0,+∞)上恒成立,∵
2
x+
1
x
>0
,∴a≤0,此时函数在(0,+∞)上单调递减;

综上,a≥1或a≤0.

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