若函数f(x)=lnx,g(x)=x-.
(1)求函数φ(x)=g(x)-kf(x)(k>0)的单调区间;
(2)若对所有的x∈[e,+∞],都有xf(x)≥ax-a成立,求实数a的取值范围.
网友回答
解:(1)函数φ(x)=x--klnx的定义域为(0,+∞).
φ′(x)=1+-=,记函数g(x)=x2-kx+2,其判别式△=k2-8
①当△=k2-8≤0即0<k≤2时,g(x)≥0恒成立,
∴φ′(x)≥0在(0,+∞)恒成立,φ(x)在区间(0,+∞)上递增.
②当△=k2-8>0即k>2时,方程g(x)=0有两个不等的实根x1=>0,x2=>0.
若x1<x<x2,则g(x)<0,∴φ′(x)<0,∴φ(x)在区间(x1,x2)上递减;
若x>x2或0<x<x1,则g(x)>0,∴φ′(x)>0,∴φ(x)在区间(0,x1)和(x2,+∞)上递增.
综上可知:当0<k≤2时,φ(x)的递增区间为(0,+∞);当k>2时,φ(x)的递增区间为(0,)和(,+∞),递减区间为(,).
(2)∵x≥e,∴xlnx≥ax-a?a≤
令h(x)=,x∈[e,+∞),则h′(x)=
∵当x≥e时,(x-lnx-1)′=1->0,
∴函数y=x-lnx-1在[e,+∞)上是增函数,
∴x-lnx-1≥e-lne-1=e-2>0,h′(x)>0,
∴h(x)的最小值为h(e)=,
∴a≤.
解析分析:(1)先求出函数的定义域,求出导函数φ′(x)=因为x2>0,要判断φ′(x)的正负就要研究g(x)=x2-kx+2的符号,讨论△的正负即可得到g(x)的正负即可得到φ′(x)的正负,即可得到函数的单调区间.(2)由xf(x)≥ax-a解出a≤,设h(x)=,所以求出h′(x),讨论h(x)的增减性得到h(x)的最小值.让a小于等于最小值即可得到a的范围.
点评:考查学生会分区间讨论导函数的正负得到函数的增减性,会利用导数求闭区间上函数的最值.学生做题时应掌握不等式恒成立是所取的条件.