已知函数f(x)=lnx- a x ,g(x)=f(x)+ax-6lnx,其中a∈R.

已知函数f(x)=lnx-
a
x
,g(x)=f(x)+ax-6lnx,其中a∈R.
(Ⅰ)讨论f(x)的单调性;
(Ⅱ)若g(x)在其定义域内为增函数,求正实数a的取值范围;
(Ⅲ)设函数h(x)=x 2 -mx+4,当a=2时,若∃x 1 ∈(0,1),∀x 2 ∈[1,2],总有g(x 1 )≥h(x 2 )成立,求实数m的取值范围.
knight520 1年前 已收到1个回答 举报

mandye 幼苗

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(Ⅰ)f(x)的定义域为(0,+∞),且 f ′ (x)=
x+a
x 2 ,
①当a≥0时,f′(x)>0,f(x)在(x,+∞)上单调递增;
②当a<0时,由f′(x)>0,得x>-a;由f′(x)<0,得x<-a;
故f(x)在(0,-a)上单调递减,在(-a,+∞)上单调递增.
(Ⅱ)g(x)=ax-
a
x -5lnx ,g(x)的定义域为(0,+∞),
g ′ (x)=a+
a
x 2 -
5
x =
a x 2 -5x+a
x 2 ,
因为g(x)在其定义域内为增函数,所以∀x∈(0,+∞),g′(x)≥0,
∴ax 2 -5x+a≥0,
∴a(x 2 +1)≥5x,
即 a≥
5x
x 2 +1 ,
∴ a≥ [
5x
x 2 +1 ] max .

5x
x 2 +1 =
5
x+
1
x ≤
5
2 ,当且仅当x=1时取等号,
所以a ≥
5
2 .
(Ⅲ)当a=2时,g(x)=2x-
2
x -5lnx , g ′ (x)=
2 x 2 -5x+2
x 2 ,
由g′(x)=0,得x=
1
2 或x=2.
当 x∈(0,
1
2 ) 时,g′(x)≥0;当x ∈(
1
2 ,1) 时,g′(x)<0.
所以在(0,1)上, g(x) max =g(
1
2 )=-3+5ln2 ,
而“∃x 1 ∈(0,1),∀x 2 ∈[1,2],总有g(x 1 )≥h(x 2 )成立”等价于
“g(x)在(0,1)上的最大值不小于h(x)在[1,2]上的最大值”
而h(x)在[1,2]上的最大值为max{h(1),h(2)},
所以有

g(
1
2 )≥h(1)
g(
1
2 ) ≥h(2) ,


-3+5ln2≥5-m
-3+5ln2≥8-2m ,


m≥8-5ln2
m≥
1
2 (11-5ln2) ,
解得m≥8-5ln2,
所以实数m的取值范围是[8-5ln2,+∞).

1年前

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