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  【已知函数f(X)=x+a^2/x,g(x)=x+lnx,其中a>0若对任意的x1,x2∈[1,e](e自然对数的底数)都有f(x1)>=g(x2)成立,求实数a的取值范围(求f(x)的最小值时怎样对a进行分类讨论呢,思路?)】

  已知函数f(X)=x+a^2/x,g(x)=x+lnx,其中a>0

  若对任意的x1,x2∈[1,e](e自然对数的底数)都有f(x1)>=g(x2)成立,求实数a的取值范围(求f(x)的最小值时怎样对a进行分类讨论呢,思路?)

1回答
2020-06-21 00:33
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李丰军

  若对任意的x1,x2∈[1,e]都有f(x1)≥g(x2)成立,f(x1)min≥g(x2)max,从而转化为分别求函数f(x),g(x)在[1,e]的最小值、最大值

  对任意的x1,x2∈[1,e]都有f(x1)≥g(x2)成立,等价于对任意的x1,x2∈[1,e]都有[f(x)]min≥[g(x)]max.

  当x∈[1,e]时,g′(x)=1+1x>0.

  ∴函数g(x)=x+lnx在[1,e]上是增函数.

  ∴[g(x)]max=g(e)=e+1

  ∵f′(x)=1-a2x2=(x+a)(x-a)x2,且x∈[1,e],a>0.

  ①当0<a<1且x∈[1,e]时,f′(x)=(x+a)(x-a)x2>0,

  ∴函数f(x)=x+a2x在[1,e]上是增函数,

  ∴[f(x)]min=f(1)=1+a2.

  由1+a2≥e+1,得a≥e,

  又0<a<1,∴a不合题意.

  ②当1≤a≤e时,

  若1≤x<a,则f′(x)=(x+a)(x-a)x2<0,

  若a<x≤e,则f′(x)=(x+a)(x-a)x2>0.

  ∴函数f(x)=x+a2x在[1,a)上是减函数,在(a,e]上是增函数.

  ∴[f(x)]min=f(a)=2a.

  由2a≥e+1,得a≥e+12,

  又1≤a≤e,∴e+12≤a≤e.

  ③当a>e且x∈[1,e]时,f′(x)=(x+a)(x-a)x2<0,

  ∴函数f(x)=x+a2x在[1,e]上是减函数.

  ∴[f(x)]min=f(e)=e+a2e.

  由e+a2e≥e+1,得a≥e,

  又a>e,∴a>e.

  综上所述,a的取值范围为[(e+1)/2,+∞).

2020-06-21 00:34:27

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