已知函数f(x)=ax+lnx(a∈R).(Ⅰ)讨论函数f(x)的单调区间;(Ⅱ)当a=1时,求函数f(x)+2x的极

2025-04-30 17:44:54
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回答1:

(Ⅰ)函数f(x)的定义域为(0,+∞),
f(x)=?

a
x2
+
1
x
x?a
x2
,…(1分)
①当a<0时,∵x>0,∴f′(x)≥0恒成立,
所以函数f(x)在区间(0,+∞)上单调递增.
②当a>0时,∵x>0,∴令f′(x)>0,得x>a;令f′(x)<0,得x<a.
∴f(x)在区间(0,a)上单调递减,在区间(a,+∞)上单调递增.…(3分)
综上所述:
当a≤0时,函数f(x)在区间(0,+∞)上单调递增;
当a>0时,函数f(x)在区间(0,a)上单调递减,在区间(a,+∞)上单调递增.…(4分)
(Ⅱ)令g(x)=f(x)+2x,当a=1时,g(x)=
1
x
+lnx+2x
,x>0.
g(x)=?
1
x2
+
1
x
+2
=
2x2+x?1
x2
=
(2x?1)(x+1)
x2
,…(5分)
令g′(x)=0,得x=
1
2
或x=-1(舍),
当0<x<
1
2
时,g′(x)0.…(7分)
所以,当x=
1
2
时,g(x)取极小值为g(
1
2
)=3-ln2,g(x)无极大值.…(8分)
(Ⅲ) f(x)<x2等价于x2?
a
x
?lnx>0

∵x∈(1,+∞),∴a<x3-xlnx.…(9分)
令h(x)=x3-xlnx,则k(x)=h′(x)=3x2-lnx-1,
k(x)=6x?
1
x
=
6x2?1
x

∵x∈[1,+∞)时,k′(x)>0,
∵k(x)在区间[1,+∞)上单调递增,∴k(x)>k(1)=2,…(12分)
∴h′(x)>0,∴h(x)=x3-xlnx在[1,+∞)上单调递增,
∵x∈(1,+∞),∴h(x)>h(1)=1,
∴a≤1. …(14分)