已知f(x)=ax-lnx,x∈(0,e],其中e是自然常数,a∈R.
(1)讨论a=1时,f(x)的单调性、极值;
(2)设g(x)=x2-x+3b2-2b.当a=1时,若对任意x1∈(0,e],存在x2∈[1,2],使f(x1)≥g(x2),求b的取值范围;
(3)是否存在实数a,使f(x)的最小值是3,若存在,求出a的值;若不存在,说明理由.
网友回答
解:(1)当a=1时f(x)=x-lnx,f′(x)=1-=.
所以当0<x<1时,f′(x)<0,此时f(x)单调递减;当1<x<e时,f′(x)>0,此时f(x)单调递增.
所以f(x)的极小值为f(1)=1.???????????????????????
(2)若对任意x1∈(0,e],存在x2∈[1,2],使f(x1)≥g(x2),等价于f(x1)min≥g(x2)min.?????????????????????????????????????
由(1)知当x1∈(0,e]时,f(x1)有极小值为1,即当x1∈(0,e]时,f(x1)min=1,
因为g(x)=x2-x+3b2-2b的对称轴为x=,
所以g(x)=x2-x+3b2-2b在x2∈[1,2]上单调递增,其最小值为g(1)=3b2-2b,
所以有3b2-2b≤1,解得-≤b≤1.?????????????
故b的取值范围为[].??????????????????????
(3)假设存在实数a,使f(x)=ax-lnx(x∈(0,e])有最小值3,f′(x)=a-=.
①当a≤0时,f(x)在(0,e]上单调递减,f(x)min=f(e)=ae-1=3,a=(舍去),所以,此时f(x)无最小值.
②当0<<e时,f(x)在(0,)上单调递减,在(,e]上单调递增,=1+lna=3,a=e2,满足条件.
③当≥e时,f(x)在(0,e]上单调递减,f(x)min=f(e)=ae-1=3,a=(舍去),
所以,此时f(x)无最小值.
综上,存在实数a=e2,使得当x∈(0,e]时f(x)有最小值3.
解析分析:(1)当a=1时,f(x)可求,利用导数与函数单调性、极值关系可求