已知函数 f(x)=lnx+ 1 x +ax ,其中x>0,常数a∈R

1个回答

  • (1)∵ f(x)=lnx+

    1

    x +ax f / (x)=

    1

    x -

    1

    x 2 +a

    若 f / (x)=

    1

    x -

    1

    x 2 +a≥0 对x∈[1,+∞)恒成立,则 a≥

    1

    x 2 -

    1

    x 对x∈[1,+∞)恒成立,∴a≥0

    若 f / (x)=

    1

    x -

    1

    x 2 +a≤0 对x∈[1,+∞)恒成立,则 a≤

    1

    x 2 -

    1

    x 对x∈[1,+∞)恒成立,∴ a≤-

    1

    4

    ∴当函数f(x)在[1,+∞)上是单调函数时,

    ∴所求a的取值范围为: a≥0或a≤-

    1

    4 ;

    (2)当a≥0时,函数f(x)在[1,+∞)上单调递增,所以f(x)在[1,+∞)无最大值.

    当 a≤-

    1

    4 时,函数f(x)在[1,+∞)上单调递减,所以由 f(1)=

    2

    e ,得 a=

    2

    e -1<-

    1

    4

    当 -

    1

    4 <a<0 时,由 f / (x)=

    1

    x -

    1

    x 2 +a>0 得ax 2+x-1>0,则α<x<β

    (其中 α=

    -1+

    1+4a

    2a >1,β=

    -1-

    1+4a

    2a >-

    1

    2a >2 )

    ∴函数f(x)在[1,α]上单调递减,在[α,β]上单调递增,在[β,+∞]上单调递减,

    由 f(1)=

    2

    e ,得 a=

    2

    e -1<-

    1

    4 ,不符要求.

    由 f(β)=

    2

    e ,得 lnβ+

    1

    β +aβ=

    2

    e ,

    又∵ a β 2 +β-1=0,∴aβ=

    1

    β -1 代入得 lnβ+

    2

    β -1=

    2

    e

    设函数 h(x)=lnx+

    2

    x -1-

    2

    e (x>2) ,则 h / (x)=

    1

    x -

    2

    x 2 =

    x-2

    x 2 >0

    所以函数h(x)在(2,+∞)上单调递增,而h(e)=0

    ∴β=e,所以 a=

    1-β

    β 2 =

    1-e

    e 2 ∴ 当a=

    2

    e -1或a=

    1-e

    e 2 时,

    函数f(x)在[1,+∞)有最大值

    2

    e .