Question

已知函數(shù)．
（Ⅰ）求函數(shù)f（x）的單調(diào)區(qū)間和極值；
（Ⅱ）已知對(duì)任意的x＞0，ax（2-lnx）≤1恒成立，求實(shí)數(shù)a的取值范圍；
（Ⅲ）是否存在實(shí)數(shù)a使得函數(shù)f（x）在[1，e]上最小值為0？若存在，試求出a的值；若不存在，請(qǐng)說(shuō)明理由．

Answer 1

解：（Ⅰ）函數(shù)的定義域?yàn)椋?，+∞）
求導(dǎo)函數(shù)可得
由f′（x）＞0，可得；由f′（x）＜0，可得
∴函數(shù)f（x）的單調(diào)增區(qū)間為，單調(diào)減區(qū)間為
當(dāng)時(shí)，函數(shù)取得極大值為；
（Ⅱ）已知對(duì)任意的x＞0，ax（2-lnx）≤1恒成立，則
①2-lnx＞0時(shí)，恒成立
令，
∴
當(dāng)lnx＜1時(shí)，g′（x）＜0，當(dāng)1＜lnx＜2時(shí)，g′（x）＞0，
∴l(xiāng)nx=1時(shí)，即x=e時(shí)，函數(shù)取得最小值為
∴
②2-lnx＜0時(shí)，恒成立
令，
∴
當(dāng)2-lnx＜0時(shí)，g′（x）＞0，
∴函數(shù)在（e²，+∞）上單調(diào)增，函數(shù)無(wú)最大值，故此時(shí)不恒成立；
∴實(shí)數(shù)a的取值范圍是；
（Ⅲ）不存在a，使得函數(shù)f（x）在[1，e]上最小值為0
由（Ⅰ）知函數(shù)f（x）的單調(diào)增區(qū)間為，單調(diào)減區(qū)間為
若，即，則函數(shù)f（x）在[1，e]上最小值為=0，
∴a=e，不滿足題意
若，即a＞1，則函數(shù)f（x）在[1，e]上最小值為f（1）=1，不滿足題意
綜上知，不存在a，使得函數(shù)f（x）在[1，e]上最小值為0．
分析：（Ⅰ）函數(shù)的定義域?yàn)椋?，+∞），求導(dǎo)函數(shù)，由f′（x）＞0，可得函數(shù)f（x）的單調(diào)增區(qū)間；由f′（x）＜0，可得函數(shù)的單調(diào)減區(qū)間，從而可求函數(shù)的極值；
（Ⅱ）已知對(duì)任意的x＞0，ax（2-lnx）≤1恒成立，分類(lèi)討論①2-lnx＞0時(shí)，恒成立；②2-lnx＜0時(shí)，恒成立，研究右邊函數(shù)的最值，即可求得實(shí)數(shù)a的取值范圍；
（Ⅲ）不存在a，使得函數(shù)f（x）在[1，e]上最小值為0，利用函數(shù)f（x）的單調(diào)增區(qū)間為，單調(diào)減區(qū)間為，結(jié)合函數(shù)的定義域[1，e]進(jìn)行分類(lèi)討論，從而可得結(jié)論．
點(diǎn)評(píng)：本題重點(diǎn)考查導(dǎo)數(shù)知識(shí)的運(yùn)用，考查函數(shù)的單調(diào)性與極值，考查恒成立問(wèn)題，考查分類(lèi)討論的數(shù)學(xué)思想，綜合性強(qiáng)．