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已知函数f(x)=(x+1)lnx-ax+a(a为常数,且为正实数).(1)若f(x)在(0,+∞)上单调递增,求a的取值范围;(2)若不等式(x-1)f(x)≥0恒成立,求a的取值范围.
题目详情
已知函数f(x)=(x+1)lnx-ax+a(a为常数,且为正实数).
(1)若f(x)在(0,+∞)上单调递增,求a的取值范围;
(2)若不等式(x-1)f(x)≥0恒成立,求a的取值范围.
(1)若f(x)在(0,+∞)上单调递增,求a的取值范围;
(2)若不等式(x-1)f(x)≥0恒成立,求a的取值范围.
▼优质解答
答案和解析
(1) (1)f(x)=(x+l)lnx-ax+a,f′(x)=lnx+
+1-a,
若f(x)在(0,+∞)上单调递增,则a≤lnx+
+1在(0,+∞)恒成立,(a>0),
令g(x)=lnx+
+1,(x>0),g′(x)=
,
令g′(x)>0,解得:x>1,令g′(x)<0,解得:0<x<1,
故g(x)在(0,1)递减,在(1,+∞)递增,
故g(x)min=g(1)=2,故0<a≤2;
(2)当0<a≤2时,由(1)知f(x)在(0,+∞)上单调递增,而f(1)=0,
当0<x<1时,f(x)<0,当x>1时,f(x)>0,
故不等式(x-1)f(x)≥0恒成立.
若a>2,f′(x)=
,
设p(x)=xlnx+(1-a)x+1,p′(x)=lnx+2-a=0,则x=ea-2,
当x∈(1,ea-2)时,p(x)单调递减,则p(x)<p(1)=2-a<0,
即f′(x)=
<0,∴当x∈(1,ea-2)时,f(x)单调递减,f(x)<f(1)=0.
此时(x-1)f(x)<0,不符合题意.
∴a的取值范围为(0,2].
1 |
x |
若f(x)在(0,+∞)上单调递增,则a≤lnx+
1 |
x |
令g(x)=lnx+
1 |
x |
x-1 |
x2 |
令g′(x)>0,解得:x>1,令g′(x)<0,解得:0<x<1,
故g(x)在(0,1)递减,在(1,+∞)递增,
故g(x)min=g(1)=2,故0<a≤2;
(2)当0<a≤2时,由(1)知f(x)在(0,+∞)上单调递增,而f(1)=0,
当0<x<1时,f(x)<0,当x>1时,f(x)>0,
故不等式(x-1)f(x)≥0恒成立.
若a>2,f′(x)=
xlnx+(1-a)x+1 |
x |
设p(x)=xlnx+(1-a)x+1,p′(x)=lnx+2-a=0,则x=ea-2,
当x∈(1,ea-2)时,p(x)单调递减,则p(x)<p(1)=2-a<0,
即f′(x)=
p(x) |
x |
此时(x-1)f(x)<0,不符合题意.
∴a的取值范围为(0,2].
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