Question

已知函數(shù)f（x）=ax-lnx（a＞0)，g(x)=

8x

x+2

．
（I）求證f（x）≥1+lna；
（II）若對任意的x1∈[

1

2

，

2

3

]，總存在唯一的x2∈[

1

e2

，e]（e為自然對數(shù)的底數(shù)），使得g（x₁）=f（x₂），求實數(shù)a的取值范圍．

Answer 1

（I）證明：求導數(shù)可得f′（x）=a-

1

x

（x＞0）
令f′（x）＞0，可得x＞

1

a

，令f′（x）＜0，可得0＜x＜

1

a

∴x=

1

a

時，函數(shù)取得最小值
∴f（x）≥f（

1

a

）=1+lna；
（II）g′（x）=

16

(x+2)2

＞0，∴函數(shù)g（x），當x1∈[

1

2

，

2

3

]時，函數(shù)為增函數(shù)，∴g（x）∈[

8

5

，2]
當

1

a

≥e時，函數(shù)f（x）在x2∈[

1

e2

，e]上單調減，∴f（x）∈[

a

e2

+2，ae-1]
∴

a e2 +2≤ 8 5 ae-1≥2

，無解；
當

1

e2

＜

1

a

＜e時，函數(shù)f（x）在[

1

e2

，

1

a

]上單調減，在[

1

a

，e]上單調增，f（

1

a

）=1+lna≤

8

5

，∴a≤e

3

5

，∴

1

e

＜a≤e

3

5

當

1

a

≤

1

e2

時，函數(shù)f（x）在x2∈[

1

e2

，e]上單調增，∴f（x）∈[

a

e2

+2，ae-1]，∴

a e2 +2≥2 ae-1≤ 8 5

，無解
綜上知，

1

e

＜a≤e

3

5

．