已知函数f(x)=(1-x)/ax+lnx,若g(x)=f(x)-x/4在[1,e]上单调递增,求正实数a的范围?

问题描述:

已知函数f(x)=(1-x)/ax+lnx,若g(x)=f(x)-x/4在[1,e]上单调递增,求正实数a的范围?

g'(x)=f'(x)-1/4
=(-x-1+x)/ax^2+1/x-1/4
=1/x-1/ax^2-1/4
=(4x-4/a-x^2)/4x^2
在[1,e]上>=0
x^2-4x+4/a4/a3所以a=1

g `(x)=[1/ax-1/a+lnx-x/4] `=-(1/a)(1/x^2)+1/x-1/4= - [ax^2-4ax+4]/(4ax^2)
g(x)=f(x)-x/4在[1,e]上单调递增; 即:在[1,e]上g `(x)≥0恒成立;
也就是:ax^2-4ax+4≤0恒成立;
a(x^2-4x)≤-4; ax(x-4)≤-4在[1,e]上恒成立;
因为:在[1,e]上,x(x-4)所以:只需a≥-4/[x(x-4)]=-4/(x^2-4x)
只需求出函数:k(x)=-4/(x^2-4x)的最大值;
由于:x^2-4x=(x-2)^2-4在在[1,2]上递减;在[2,e]上递增;
且x=1, x^2-4x=-3; x=e, x^2-4x=e(e-4)所以在[1,e]上:-4≤x^-4x≤-3
1/(x^-4x)≥-1/3; -4/(x^2-4x)≤4/3
即:k(x)的最大值是;4/3
所以a的取值范围是:[4/3,+∞)

f(x)=[(1-x)/(ax)]+lnx,则f'(x)=-(1/ax²)+(1/x),则:g'(x)=-(1/ax²)+(1/x)-(1/4)=[-(1/a)](1/x)²+(1/x)-(1/4)则g'(x)在区间[1,e]上必须满足:g'(x)≥0,即:-(1/a)[1/x)²+(1/x)-(1/...