已知函数f(x)=lnx+2x,g(x)=a(x2+x),若f(x)≤g(x)恒成立,则实数a的取值范围是_.

问题描述:

已知函数f(x)=lnx+2x,g(x)=a(x2+x),若f(x)≤g(x)恒成立,则实数a的取值范围是______.

设F(x)=f(x)-g(x),则F′(x)=−

(2x+1)(ax−1)
x

当a≤0时,F′(x)≥0,F(x)单调递增,F(x)≤0不可能恒成立;
当a>0时,令F′(x)=0,得x=
1
a
x=−
1
2
(舍去).
0<x<
1
a
时,F′(x)>0,函数单调递增;当x>
1
a
时,F′(x)<0,函数单调递减;
故F(x)在(0,+∞)上的最大值是F(
1
a
)
,依题意F(
1
a
)≤
0恒成立,
ln
1
a
+
1
a
−1≤0
恒成立,
∵gg(a)=ln
1
a
+
1
a
−1
单调递减,且g(1)=0,
ln
1
a
+
1
a
−1≤0
成立的充要条件是a≥1,
∴a的取值范围是[1,+∞).
故答案为:[1,+∞).