(2009•淄博一模)已知函數(shù)f(x)=lnx-
ax
(a∈R)
(1)討論f(x)在[1,e]上的單調(diào)性;
(2)若f(x)<x在[1,+∞)上恒成立,試求a的取值范圍.
分析:(1)先求導(dǎo),然后解導(dǎo)數(shù)不等式,利用導(dǎo)數(shù)符號(hào)和單調(diào)性的關(guān)系進(jìn)行判斷.
(2)把不等式恒成立問(wèn)題轉(zhuǎn)化為函數(shù)最值恒成立去解決.
解答:解:(Ⅰ)f(x)的定義域?yàn)椋?,+∞),f′(x)=
1
x
+
a
x2
=
a+x
x2

①當(dāng)a≥-1,因?yàn)?≤x≤e,所以x+a≥0,此時(shí)f'(x)≥0,所以f(x)在[1,e]上為增函數(shù).
②當(dāng)a≤-e時(shí),因?yàn)?≤x≤e,所以x+a≥0,此時(shí)f'(x)≤0,此時(shí)f(x)在[1,e]上為減函數(shù).
③當(dāng)-e<a<-1時(shí),令f'(x)=0得x=-a.于是當(dāng)1≤x≤-a時(shí),f'(x)≤0,所以函數(shù)f(x)在[1,-a]上為減函數(shù).
當(dāng)-a≤x≤e時(shí),f'(x)≥0,所以函數(shù)f(x)在[-a,e]上為增函數(shù).
綜上可知,當(dāng)a≥-1時(shí),f(x)在[1,e]上為增函數(shù).當(dāng)a≤-e時(shí),f(x)在[1,e]上為減函數(shù).
當(dāng)-e<a<-1時(shí),f(x)在[1,-a]上為減函數(shù),在[-a,e]上為增函數(shù).
(Ⅱ)由f(x)<x,得lnx-
a
x
<x,因?yàn)閤≥1,所以a>xln?x-x2
令g(x)=xln?x-x2,要使a>xln?x-x2 在[1,+∞)上恒成立,只需a>gmax?(x)即可.
g'(x)=lnx-2x+1=lnx-(2x-1),分別作出函數(shù)y=lnx和y=2x-1的圖象如圖.由圖象可知當(dāng)x≥1時(shí),lnx<2x-1.
此時(shí)g'(x)<0,所以g(x)在[1,+∞)單調(diào)遞減,所以g(x)的最大值為g(1)=-1,所以a>-1,即a的取值范圍是(-1,+∞).
點(diǎn)評(píng):本題考查利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性以及不等式恒成立問(wèn)題,解決不等式恒成立問(wèn)題的常用方法是轉(zhuǎn)化為最值恒成立.
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②若α∥β,m?α,n?β,則m∥n
③若m⊥α,n⊥β,m∥n,則α∥β
④若α∥β,m?α,則m∥β
上面命題中,真命題的序號(hào)是
①③④
①③④
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2
,2+
2
]
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