设f(x)=lnx,g(x)=f(x)+f′(x).(Ⅰ)求g(x)的单调区间和最小值;(Ⅱ)讨论g(x)与g(1/x)的大小关系;(Ⅲ)求a的取值范围,使得g(a)-g(x)<1/a对任意x>0成立.

问题描述:

设f(x)=lnx,g(x)=f(x)+f′(x).
(Ⅰ)求g(x)的单调区间和最小值;
(Ⅱ)讨论g(x)与g(

1
x
)的大小关系;
(Ⅲ)求a的取值范围,使得g(a)-g(x)<
1
a
对任意x>0成立.

(Ⅰ)由题设知f(x)=lnx,g(x)=lnx+

1
x

∴g'(x)=
x-1
x2
,令g′(x)=0得x=1,
当x∈(0,1)时,g′(x)<0,故(0,1)是g(x)的单调减区间.
当x∈(1,+∞)时,g′(x)>0,故(1,+∞)是g(x)的单调递增区间,
因此,x=1是g(x)的唯一值点,且为极小值点,
从而是最小值点,所以最小值为g(1)=1.
(II)g(
1
x
)=-Inx+x

h(x)=g(x)-g(
1
x
)=2lnx-x+
1
x
,则h'(x)=-
(x-1)2
x2

当x=1时,h(1)=0,即g(x)=g(
1
x
)

当x∈(0,1)∪(1,+∞)时,h′(1)<0,
因此,h(x)在(0,+∞)内单调递减,
当0<x<1时,h(x)>h(1)=0,即g(x)>g(
1
x
)

当x>1时,h(x)<h(1)=0,即g(x)<g(
1
x
)

(III)由(I)知g(x)的最小值为1,
所以,g(a)-g(x)<
1
a
,对任意x>0,成立⇔g(a)-1<
1
a

即Ina<1,从而得0<a<e.