设函数 f(x)=lnx,g(x)=x- 1 x .

1个回答

  • (1)函数φ(x)=x-

    1

    x +klnx的定义域为(0,+∞).

    φ′(x)=1+

    1

    x 2 +

    k

    x =

    x 2 +kx+1

    x 2 ,

    记函数h(x)=x 2+kx+1,其判别式△=k 2-4.

    ①当△=k 2-4≤0,(k<0),即-2≤k<0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△=k 2-4>0,(k<0)即k<-2时,

    方程h(x)=0有两个不等的实根x 1=

    -k-

    k 2 -4

    2 >0,x 2=

    -k+

    k 2 -4

    2 >0.

    若x 1<x<x 2,则h(x)<0,∴φ′(x)<0,

    ∴φ(x)在区间(x 1,x 2)上递减;

    若x>x 2或0<x<x 1,则g(x)>0,∴φ′(x)>0,

    ∴φ(x)在区间(0,x 1)和(x 2,+∞)上递增.

    综上可知:当-2≤k<0时,φ(x)的递增区间为(0,+∞);

    当k<-2时,φ(x)的递增区间为(0,

    -k-

    k 2 -4

    2 )和(

    -k+

    k 2 -4

    2 ,+∞),

    递减区间为(

    -k-

    k 2 -4

    2 ,

    -k+

    k 2 -4

    2 ).

    (2)∵x≥e,∴xlnx≥ax+a⇔a≤

    xlnx

    x+1 ,

    令t(x)=

    xlnx

    x-1 ,x∈[e,+∞),则h′(x)=

    x+lnx+1

    (x+1 ) 2 ,

    ∵当x≥e时,(x+lnx+1)′=1+

    1

    x >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,

    ∴t(x)的最小值为h(e)=

    e

    e+1 ,

    ∴a≤

    e

    e+1 .