已知函数f(x)=lnx+[1−x/ax],其中a为大于零的常数.
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解题思路:(Ⅰ)先求出函数的导数,问题转化为

a≥

1

x

在[1,+∞)

上恒成立,从而得到答案;

(Ⅱ)问题转化为

lnx+

1−x

(

a

2

+1)x

≥0

,整理得(a2+1)xlnx≥x-1,从而证得结论;

(Ⅲ)通过讨论a≥1,

0<a≤

1

e

1

e

<a<1

,得到函数的单调区间,从而求出函数的最小值.

f′(x)=

ax−1

ax2(x>0).

(Ⅰ)由已知,得f'(x)≥0在[1,+∞)上恒成立,即a≥

1

x在[1,+∞)上恒成立,

又∵当x∈[1,+∞)时,

1

x≤1,∴a≥1.即a的取值范围为[1,+∞);

(Ⅱ)∵a≥1时,f(x)在区间[1,+∞)单调递增,

∴g(x)=lnx+

1−x

(a2+1)x在区间[1,+∞)单调递增,

g(x)=lnx+

1−x

(a2+1)x≥g(1),即lnx+

1−x

(a2+1)x≥0,

整理得(a2+1)xlnx≥x-1,

(Ⅲ)当a≥1时,∵f'(x)>0在(1,e)上恒成立,f(x)在[1,e]上为增函数,

∴f(x)min=f(1)=0,

当0<a≤

1

e,∵f'(x)<0在(1,e)上恒成立,f(x)在[1,e]上为减函数,

∴f(x)min=f(e)=1+

1−e

ae,

当[1/e<a<1时,令f′(x)=0,得x=

1

a∈(1,e).

又∵对于x∈[1,

1

a)有f′(x)<0,对于x∈(

1

a,e]有f′(x)>0,

∴f(x)min=f(

1

a)=ln

1

a+1−

1

a],

综上,f(x)在[1,e]上的最小值为

①当0<a≤

1

e时,f(x)min=1+

1−e

ae;

②当[1/e<a<1时,f(x)min=ln

1

a+1−

1

a].

③当a≥1时,f(x)min=0.

点评:

本题考点: 利用导数求闭区间上函数的最值;利用导数研究函数的单调性.

考点点评: 本题考查了函数的单调性问题,函数的最值问题,考查了导数的应用,是一道综合题.