已知f(x)=lnx-.(Ⅰ)当a>0时,判断f(x)在定义域上的单调性;(Ⅱ)若f(x)<x2在(1,+∞)上恒成立,试求a的取值范围;(Ⅲ)若f(x)在[1,e]

发布时间:2020-08-11 17:42:48

已知f(x)=lnx-.
(Ⅰ)当a>0时,判断f(x)在定义域上的单调性;
(Ⅱ)若f(x)<x2在(1,+∞)上恒成立,试求a的取值范围;
(Ⅲ)若f(x)在[1,e]上的最小值为,求a的值.

网友回答

解:(I)已知函数定义域为(0,+∝),
又有a>0,则y2=-是增函数,
y1=lnx与y2=-都是增函数,
故f(x)=lnx-在定义域上是增函数.
(Ⅱ)由已知f(x)<x2,即f(x)=lnx-<x2,在(1,+∞)上恒成立,
即a>xlnx-x3在(1,+∞)上恒成立
令g(x)=xlnx-x3,则g′(x)=lnx-3x2+1,
又[g′(x)]'=-6x<0,在(1,+∞)上恒成立,
所以g′(x)在(1,+∞)上为减函数,故g′(x)<g′(1)<0,
因此g(x)在(1,+∞)为减函数,
故a≥g(1),即a≥-1.
(III)分三种情况讨论,
(1)令f′(x)≥0,在[1,e]上恒成立,x+a≥0,即a≥-x,
则a≥-1时.此时f(x)在[1,e]上为增函数.
f(x)min=f(1)=-a=,
得a=-,(舍去)
(2)令f′(x)≤0,在[1,e]上恒成立,有x+a≤0,即a≤-x,
则a≤-e时.此时f(x)在[1,e]上为减函数.
则f(x)min=f(e)=1-=,
得a=-(舍去),
(3)当-e<x<-1时,令f′(x)=0,得x0=-a,
当1<x<x0时,f′(x)<0,f(x)在(1,x0)上为减函数,
当x0<x<e时,f′(x)>0,f(x)在(x0,e)上为增函数,
f(x)min=f(-a)=ln(-a)+1=,
解可得a=-,
综上可得,a=-..
解析分析:(I)根据题意,易得函数的定义域,将原函数分为两部分,即y1=lnx与y2=-,易得两者均为增函数,进而由单调性的性质,可得f(x)的单调性;
(Ⅱ)分析可得,f(x)<x2恒成立等价于a>xlnx-x3在(1,+∞)上恒成立,令g(x)=xlnx-x3,对其求导,可以判断其为减函数,进而可得其最大值,另a大于其最大值可得
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